高速公路过海隧道入口部照明设计

司机白天进入隧道时,会产生"黑洞"效应.为了使进入隧道内时有良好的人眼视觉环境,使司机心理和视觉有舒适感,要求在隧道内、外的亮度之间有一个合理的过渡和衔接,根据人眼视觉特性,设计符合人眼适应曲线的隧道亮度减光方法.在隧道口部照明设计中采用分段递减亮度的设计方法,将入口处亮度的阶跃变化转换成几个梯度变化,亮度变化更平缓,得到更理想的视觉环境,而且节能效果明显.对隧道口部减光照明设计具有参考价值.     

驾车接近隧道过程中驾驶员的适应亮度变化规律

在驾车接近隧道过程中,驾驶员的适应亮度随视野内景物的变化而变化。基于驾驶员视觉适应进行隧道照明设计需要掌握驾驶员在接近隧道过程中适应亮度的变化规律,为此,以4座隧道为测试对象,对驾驶员在不同时段驾车接近隧道过程中距隧道一个停车视距内不同位置处的适应亮度进行了实测研究。结果发现,驾驶员在不同测试时段接近同一隧道过程中,其适应亮度变化规律基本相似;驾驶员在接近隧道的过程中,适应亮度逐渐降低,但其适应亮度的降低不是线性的,从驾驶员距隧道洞口20~30m开始,适应亮度下降的速率变大。     

上覆软弱路基加固对既有地铁隧道沉降的影响规律

为研究道路施工引起下方既有地铁隧道的沉降问题,在地铁隧道上方斜穿施工道路的基础上,进行了现场隧道沉降变形实测研究,分析了道路在路基注浆加固、路床和路面结构层施工阶段中地铁隧道的沉降曲线。建立地铁隧道-土体-道路模型对道路施工的注浆加固过程及路床和路面结构层施工进行模拟,通过比较地铁隧道沉降计算结果与现场实测值,验证了该精细化模型的准确性。基于此,分析了路床和路面结构层总施工厚度、道路土体性质、隧道下卧土层、隧道衬砌强度等关键参数对地铁隧道的沉降影响规律。结果表明：地铁隧道的沉降值与施工厚度呈正相关关系;道路的存在对隧道的沉降影响越小,其弹性模量和泊松比对地铁隧道沉降几乎没有影响;卧土层的弹性模量越大,土层越不易变形,且地铁隧道沉降越小;衬砌弹性模量增大对地铁隧道沉降影响反而越小。     

基于可靠度的隧道行车视距影响因素分析

为了研究隧道中曲线半径、路面摩擦系数、横净距及净高等不同设计参数对隧道行车视距的影响,将车辆运行速度、路面摩擦系数、驾驶人反应时间、隧道横净距及设计净高作为随机变量,以可靠度理论为基础,构建了隧道中平、竖曲线段的行车视距功能函数.通过改变隧道行车视距影响参数的设置,分析了隧道中行车视距的安全可靠性,并提出了隧道中行车视距的可靠性求解步骤.研究结果表明,隧道内行车视距失效概率随着曲线半径、路面摩擦系数、设计净高、隧道横净距的增加而减小,随着运行速度的增加而增大;设计净高、侧墙也对隧道内的行车视距产生影响.     

半敞开式隧道火灾试验

为了研究顶部开口半敞开式隧道在采用自然通风模式下的火灾特性,设计并实施了隧道火灾全尺寸实体试验,得到了温度随时间的变化数据,温度随着离开火源距离的变化数据,烟气纵向蔓延和沉降数据.用Matlab软件编程对上述数据进行统计和分析,得到了距离火源不同位置处温度随时间的变化规律、顶棚射流最高温度随着离开火源距离和纵向变化规律、安全高度处烟气温度随着离开火源距离的纵向变化规律以及烟气纵向蔓延规律和沉降规律.在对实验数据进行理论分析的基础上,评价半敞开式隧道在自然通风方式下火灾排烟的安全性并提出相应的对策措施,为未来的隧道建设采用半敞开式自然通风模式提供科学指导.     

纵向通风对地铁区间隧道火灾温度特性影响

以西安某地铁站区间隧道为研究对象,基于Froude相似性原理,建立1:10小尺寸实验模型,研究火源功率、纵向通风速度对隧道区间火灾时温度特性的影响,对比分析12.67,15.33和18.24 kW 3种火源功率在不同风速下的火焰形态、顶棚最大温度分布及顶棚辐射能量。研究结果表明:纵向通风会增强燃烧,增加火焰长度、降低火焰高度,同时降低隧道内温度和顶棚热辐射;当无纵向通风时,顶棚最高温度分布随火源功率呈指数函数关系,随着纵向通风风速的增加,二者相关性逐渐降低;当纵向通风风速大于1.0m/s时,隧道温度和热辐射主要受火源功率影响。     

公路隧道入口彩色路面设计现状与分析

公路隧道入口处彩色路面的合理铺设对提高视觉警示、保证驾驶安全有重要意义。从公路隧道入口处的交通特性出发,通过大量调研总结了目前隧道入口常见的彩色路面铺设型式,根据速度过渡需求,考虑驾驶知觉?行为模型、透视原理和闪现率原理给出了彩色路面铺设位置、长度以及条纹间距等参数的设计建议,并从亮度过渡角度提出了增大安全距离和设计方案理论验证两种考量方式。最后,从隧道入口处彩色路面的铺设需求出发,讨论了当前隧道入口彩色路面设计面临的主要问题,以期为彩色路面的设计与进一步的研究提供参考。     

水雾与顶棚射流火焰相互作用的数值模拟分析

针对隧道内重型车辆起火,在考虑不同起火高度的情况下,通过计算流体动力学软件Fluent对隧道火灾中形成的顶棚射流火焰的燃烧特性及其与水雾的相互作用进行了数值模拟研究。研究发现,在浮力卷吸的影响下,起火高度越低,烟气层厚度越厚;水雾可以有效地降低顶棚射流火焰温度,能够抑制火焰,但水雾受重力作用,在顶棚射流火焰中未完全蒸发的液滴将进入冷空气层,水雾的吸热作用并不能得到充分的发挥;水雾施加带来的湍流作用,引起了可燃蒸气与空气的混合,增加了烟气层厚度,这将会对人体造成致命的伤害,影响人员疏散。     

实验研究洞穴地层的双侧向测井响应特征

基于数值仿真构建缩小比例的双侧向测井实验平台,实现典型洞穴地层的深浅侧向电阻率测量及响应特征分析。研究洞穴尺寸、充填性质、发育位置和形状等参数对双侧向测井响应的影响,总结洞穴地层的双侧向测井响应规律,为洞穴地层的识别与评价奠定基础。研究表明:双侧向测井视电阻率随洞穴尺寸增大而减小;洞穴的电阻率与基岩对比度越大,双侧向视电阻率越低,响应特征越明显;洞穴离井眼越远,对双侧向测井响应贡献越小,视电阻率增大;球型洞穴和方型洞穴的双侧向测井响应差异大,球型洞穴对双侧向测井的径向贡献大于方形洞穴,但纵向贡献小于方形洞穴,基于测井曲线形态能大致反映洞穴形状。     

半敞开式大空间建筑空调温度场的数值模拟

用数值模拟方法讨论了半敞开大空间建筑内空调温度场的分布特征．指出了环境气象参数、半敞开式建筑空间特点及空调送风方式与参数等是影响半敞开式空间建筑内空调温度场分布特征的重要因素．重点模拟了在环境空气穿透建筑空间或静风条件场合,采用地下送风方式时,半敞开式空间建筑空调温度场与环境空气之间的相互关系．     

基于胎/路啮合作用的纹理化路面行车稳定性分析

为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基于压力胶片测试技术考虑胎/路啮合特性对车辆轮胎的转向阻力矩计算方法进行了优化。通过依托项目的隧道纹理化路面和室内试验,对四种不同路面的轮胎接触特性进行分析,提出一种基于实际测量的胎/路接触应力分布的原地转向阻力矩评价方法。结果表明:根据实测的轮胎接触应力计算得出汽车轮胎转向阻力矩,可有效地表征轮胎的转向阻力矩状态;纹理化水泥混凝土路面汽车转向阻力矩比沥青路面上高10%～20%,加之纹理化构造与轮胎纵向沟槽的啮合作用产生较大的侧向力矩,导致纹理化路面的行车稳定性较差;通过设置一定的刀组间距进而干涉轮胎与道路的接触界面,最终达到降低轮胎转向阻力矩的目的。     

高速公路桥梁临界结冰风险驾驶行为分析

桥梁是高速公路运行的关键节点，桥面与路面连接特殊的构造特征致使其结冰存在临界点，因此存在的较大的运行风险。为研究路桥连接处临界条件下车辆运行安全状态，对提升高速公路交通安全水平具有重要的意义。论文针对桥梁结冰且路基段未结冰的临界状态下高速公路运行风险行为的问题，研究依托气象环境模拟实验系，对干燥路面、小雪路面、薄冰路面3种路面在临界状态下的摩擦系数进行测定。基于不同路面状态摩擦系数并结合驾驶模拟实验系统，采集平均速度、纵向加速度、横向加速度、方向盘转角4个指标的驶行为数据。结果表明在3种不同临界状态路桥连接处的驾驶行为变化规律特征显著不同，并通过功效系数法计算路桥连接处3中路面状态下的驾驶风险值，可见路桥连接处的临界状态具有较高的风险水平。     

高速公路部分苜蓿叶型立交环形匝道事故形成机理与防治

事故调查数据发现红花湾枢纽互通在小半径匝道上发生的事故率显著高于其他位置的事故率,车辆经常撞击曲线外侧波形梁护栏并偶有货车发生侧翻。为研究此处事故的形成原因,使用车辆动力学软件CarSim和TruckSim进行不同仿真工况的试验分析,得到了小半径匝道上车辆侧滑、侧翻的影响因素以及事故的形成机理,研究结果表明：(1)小客车行驶速度对小半径匝道的行驶稳定性、侧向偏移量及驾驶员舒适性有显著影响,当匝道半径值为60~65m时,为保证弯道上的驾驶安全性与舒适性,车速应不超过50km/h;(2)为了保证行驶安全性,应在小半径匝道圆曲线之前的长直线段设置减速标线,并保障缓和曲长度;(3)车速越大,路面附着系数越小,车辆的侧滑情况越严重,为减少侧滑风险,应在该立交匝道上增设彩色防滑路面以提高路面附着系数;(4)货车以限速值40km/h入弯时,轮胎载荷转移率最小,轮胎载荷转移率随道路超高和路面附着系数的增大而减小,随载重量和质心高度的增大而增大。     

隧道路面阻燃多孔沥青混凝土性能研究

目前常用的水泥混凝土隧道路面会出现抗滑性不足、噪音高、接缝损坏以及排水困难的问题，降低了隧道内的行车安全性．针对出现的问题，研究采用开级配抗滑磨耗层(OGFC)沥青混合料铺筑隧道路面．采用阻燃技术提高沥青混合料在发生火灾时的难燃性，同时提出OGFC的混合料设计方法．在此基础上，针对隧道路面的使用要求，研究了沥青混合料的渗透性、抗滑性、水稳性、降噪性和高温稳定性以及降噪性等性能．     

公路隧道高强地基水泥路面轴载换算研究

现有《水泥混凝土路面设计规范》中轴载换算公式仅适用于基层顶面模量不超过212MPa的情况，不能解决公路隧道基岩强度较高下的轴载换算问题．利用三维有限元方法计算公路隧道水泥混凝土路面的板底临界拉应力，根据疲劳损伤原理推导了轴载换算公式．得出了公路隧道高强度地基下的单轴双轮、双轴和三轴双轮的轴载换算公式，可用于公路隧道水泥混凝土路面的厚度设计与寿命预估．     

桩底盾构施工引起的桩基承载力损失计算

提出一种桩底盾构施工引起的桩基承载能力损失计算方法.先实现考虑卸载过程的双曲线荷载传递函数编译,然后利用该桩土接触模型得到隧道开挖前和开挖后的Q～s曲线;取s=50mm时对应的荷载为桩基极限承载能力,采用桩基极限承载力损失百分比作为隧道开挖对桩基承载性能影响的评价指标.结合杭州地铁1号线某工点实例,分析了桩基承载曲线变化特征、桩体内力变化规律和承载力损失影响因素.案例中,盾构施工体积损失率控制在0.5%时,桩基承载力损失值为22%.隧道开挖后,桩体中存在一点侧摩阻力不变,在该点上部桩体侧摩阻力增大,在该点下部桩体侧摩阻力有所减小.承载力损失值随着体积损失率的增大而增大;桩基的初始荷载水平越大,承载力损失值越大;桩底与隧道顶部的距离越大,桩基承载力损失值越小.     

输电塔基础斜桩非线性p-y曲线

为了解黏性土中斜桩对侧向荷载作用的响应规律,利用非线性p-y(土抗力-挠度)曲线法研究了斜桩特性.基于试验得到的斜桩土抗力分布曲线,将斜桩理想化为梁单元,土体离散为弹塑性弹簧单元,通过自编计算机程序对斜桩非线性p-y曲线进行了计算和分析.结果表明:计算得到的p-y曲线与试验结果吻合较好,轴向荷载引起的负斜桩沉降小于正斜桩;在相同侧向荷载作用下,负斜桩桩身挠度和内力均小于正斜桩;负斜桩具有侧向承载力大而变形小的工程特性,工程设计应尽量采用负斜桩布置形式.     

荒漠地区耐久性沥青路面结构设计指标与路面结构力学分析

通过分析荒漠地区恶劣自然环境下的重荷载交通沥青路面使用状况,采用有限元分析,提出了采用路面性能指数PCI、路表面弯沉与路面车辙作为路面结构的设计指标;得出了荒漠地区耐久性沥青路面结构受力分布.结果表明:不同轴载作用下路表最大竖向变形与轴载近似成线性关系,随着轴载的增大,最大竖向变形逐渐增大;路表最大拉应力以轮轴线呈现对称分布;路面结构层内的剪应力随着深度增加而增大,在距路表5 cm处剪应力达到峰值.研究成果可为荒漠地区耐久性沥青路面选材与结构设计提供科学的理论支撑与技术指导.     

环氧沥青复合式隧道路表结构力学响应分析

由于传统隧道路面无法兼顾阻燃、抗滑降噪及耐久性等结构和功能性的需求,同时针对缺乏对高性能环氧沥青复合式隧道路表结构的研究现状。运用桥渡原理和有限元法,研究了环氧沥青复合式隧道路表结构不同荷载工况、层间接触状态、结构层厚度及应力吸收层类型对力学响应的影响规律,并结合经济性要求推荐了环氧沥青复合式隧道路表结构组合。结果表明：层底弯拉应力、弯拉应变、竖向剪应力和横向剪应力指标能较好表征结构实际受力状态;结构层厚度、超载及层间接触状态是结构疲劳寿命的重要影响因素,影响程度依次超载>层间接触状态>结构层厚度;未设应力吸收层的结构组合其抗疲劳性能更为优异;最终将拟推荐结构组合于寻甸一号试验路段进行铺筑。     

裂缝形式和参数对路面动力性能的影响

对于半刚性基层沥青路面,裂缝是常见的病害,对于不同的裂缝形式和参数,对路面造成的影响不同。行驶状态下的路面由于路表不平等原因,行车荷载对路面的作用往往以瞬间冲击荷载形式发生,落锤式弯沉仪(FWD)荷载为冲击荷载,可以很好的模拟行车荷载对路面的动力作用。本文针对路面在不同裂缝间距、宽度和开裂深度情况下对破损路面进行分析。对于此类动力问题的求解,有限元法是比较成功的方法之一。建立真实可靠的路面模型,是对破损路面进行分析的关键,同时对补强设计提供正确依据。