铁路道砟形态特征的统计分析与几何重构

道砟颗粒几何形态特征对其力学特性影响显著。为了量化研究铁路道砟形态特征，以真实的铁路一级碎石道砟颗粒为例，采用3D激光扫描获取道砟颗粒点云数据，引入道砟整体形态特征指标（长轴、中轴、短轴、球度指数），提出道砟局部形态特征指标（曲率指数），统计并建立上述整体和局部形态特征指标的概率密度分布函数。在此基础上，基于本征正交分解（POD）及径向基（RBF）神经网络提出了基于颗粒形态指标概率密度分布的道砟样本的重生成算法，重构道砟颗粒样本库。采用上述重生成算法分别重构了600及4 000个颗粒道砟，结果表明：重构道砟样本形态特征指标的统计分布结果均与真实扫描试样结果接近，证明该方法能够快速实现基于颗粒形态指标概率密度分布的任意数量道砟样本的建立。     

深井掘进技术在厚层高渗透性粉细砂层中适用性的数值模拟研究

科学合理高效开发深层地下空间是城市不断发展的必然趋势与重要难题。深井掘进技术（VSM）是一种开挖超深竖井的新型工法,该技术施作的竖井结构形式简单、结构受力状态好、施工速度快、对周边环境扰动小、适用性广泛,可被广泛用于城市深层地下空间的点状开发。本文以国内首例使用VSM施工的南京市儿童医院沉井停车库项目为原型,建立在砂性土中开挖60m竖井的数值模型,重点研究VSM竖井在厚层高渗透性的粉细砂层开挖过程的变形情况与开挖面的稳定性问题。数值模型结果表明：60m竖井开挖过中地表变形量均控制在mm数量级,且最大地表变形量不超过13mm;在水位差1m的水下施工过程中安全系数均较好控制在2.0以上。对于变形问题,本文分析了不同开挖深度下的井底隆起变形和地表变形情况,表明在60m开挖深度内,使用VSM开挖砂性土竖井在深度、安全性和对周边环境扰动上均具有明显优势。针对开挖面稳定性,本文计算分析了与竖井内外水位差和竖井深度相关的开挖面安全系数,计算结果可用于指导实际施工,实现分段施工与精细化控制。     

气态水在沥青混合料中的扩散特性和影响因素

为了探究水汽在沥青混合料中的扩散规律及影响因素,设计了穿透型水汽扩散试验装置,制备了7%、17%和24%这3种空隙率的沥青混合料试件,分别在25℃、30℃和40℃下进行水汽扩散试验。研究发现水汽在沥青混合料中的扩散速率随着温度的增大而增大,在较低温度下（25℃和30℃）,空隙率对沥青混合料的水汽扩散速率起主导作用,在较高温度下（40℃）,温度对水汽扩散速率起主导作用,2种多孔沥青混合料的水汽扩散通量和扩散系数明显高于密级配沥青混合料;水汽在沥青混合料中的积聚量随空隙率的增大而增大,随温度的增大而减小。结果表明温度和空隙率均对水汽扩散有显著性影响,且温度越高,空隙率影响越显著;空隙率越大,温度影响越显著。