可自修复的高延性混凝土(ECC)在机场道面的适用性分析

在飞机荷载与环境荷载长期共同作用下,机场道面易出现裂缝、接缝和竖向位移类病害,使运营阶段维修成本高.提出将具有自修复功能的高延性水泥基材料(ECC)用于机场道面,以控制裂缝发展、实现无缝连接;并利用ECC因二次反应而使微裂缝愈合的特性,减少路面维护工作,延长使用寿命.通过试验手段研究了ECC材料应用于机场道面的力学行为、自修复行为和早期开裂潜能.试验结果表明:机场道面用ECC材料在拉伸荷载作用下,其拉伸应变可达3.67％(约为普遍混凝土的400倍);在弯曲荷载作用下,其竖向弯曲变形可达6.33 mm;抗压强度与弯曲强度分别为43.9 MPa和12.68 MPa,可满足机场道面的使用要求.在受约束条件下,ECC表现出较低的早期开裂潜能.由于自修复能力,裂损ECC的拉伸刚度、拉伸应变与拉伸强度几乎可恢复至未裂时的程度;其水渗透系数随自修复进程逐渐降低,最终达到未裂时的渗透水平.研究结果表明ECC材料用于无缝机场道面具有较高适用性.     

沥青路面使用性能评价模型与性能评价案例分析

为了客观准确了解沥青路面的实际使用性能，以便及时进行沥青路面管理与维修养护，依据检测数据对沥青路面进行了使用性能评价研究，即将主成分分析法与层次分析法相结合，建立了基于主成分-层次分析法的评价模型，并进行了评价案例分析。本研究以荣乌高速保定段2016~2019年的路面定检数据为基础，首先用主成分分析法对性能指标归类和预处理后的检测数据进行主成分提取，建立判断矩阵，再用层次分析法对各指标赋予权重系数，得到上下行路面的使用性能评价模型。选用荣乌高速检测数据进行了模型验证，并与现行《公路技术状况评定标准》评价结果相比较，评价等级高于《标准》的路段样本比例约为0.34%，低于《标准》的比例约为6.83%。本研究的评价结果更能够反映路面的实际衰变特性。     

一种改进的边界扫描的路面裂缝检测算法

针对路面图像噪声较多、目标裂缝跟踪难等问题,分析对比了几种传统的经典边界扫描方法,如Sobel、Canny等算法,并根据路面裂缝图像的特点,提出了基于绝对梯度值的Sobel改进方法,使得边缘信息得到加强、减少了噪声以及伪边缘。经过后续图像的处理,能够较好地跟踪识别路面图像的裂缝信息。     

连续刚构铁路桥收缩徐变效应监测与分析

对连续刚构铁路桥箱梁温度场及桥梁线形进行长期、连续监测,通过主梁跨中下挠的理论与实测对比揭示了连续刚构铁路桥收缩徐变效应。对比了国内外常用收缩徐变估算模型,选择CEB-FIP徐变模型对黄河特大连续刚构桥进行了有限元分析。采用实测温度数据,以箱梁内测温度、外侧温度、顶底板温度梯度、左右侧温度梯度作为箱梁温度场的评判指标,对箱梁1年内的四季温度场分布进行分析。在基于相同温度场的条件下,通过理论值与实测值对比,发现分析成果与实测结果较吻合,说明混凝土的收缩徐变是引起连续刚构铁路桥跨中下挠的主要原因,对比结果还说明通过改善箱梁顶底板应力差能够改善收缩徐变长期效应。     

装配式空心板混凝土桥面结构计算分析与试验研究

桥面铺装既是保护层又是桥面结构的共同受力层,其质量优劣关系到桥梁质量与运营安全.采用有限元理论分析计算寨河桥桥面和空心板梁共同受力的力学性能,深入分析了桥面结构的破坏机理,建立相应的理论体系,将寨河桥现场静载试验数值与理论计算数值的结果对比分析,验证了有限元薄板理论分析桥面结构的可行性.利用设置桥面横向预应力的技术,增强桥面的横向联结刚度,改善空心板梁与桥面板的共同受力性能.最终为桥面铺装的设计与施工提供了理论基础和可靠的试验技术指标.     

高速公路路面小修保养费用影响因素量化分析

为提高高速公路路面小修保养费用决策水平,采用阶层回归分析方法,进行小修保养费用影响因素量化研究.通过定性分析将影响因素界定为地区因素、通车年限、特大桥梁比例、长与特长隧道比例和交通因素,其中交通因素分为5种情况;通过对变量进行预处理,基于16条高速公路的历史数据进行量化研究.结果表明,在控制地区变量的条件下,各区组对模型的整体解释力均较显著,其中通车年限的增量解释力和在各区组的统计意义最为显著;同等条件下特大桥比例的标准化回归系数(β系数)远大于长与特长隧道比例的β系数,AADT(annual average daily traffic)和重车流量区组的β系数较其他交通因素区组的数值大.因此,路面资产小修保养费用受到地区因素、通车年限、大于1 000 m的桥梁比例、AADT和重车流量的影响.     

基于灰色关联度分析和支持向量机 回归的沥青路面使用性能预测

沥青路面使用性能多因素预测是一个复杂的非线性问题,传统预测模型存在很多不足。为弥补传统模型的缺陷,建立一个高精度、长周期、多因素的预测模型,通过灰色关联度分析对各因素进行降维处理,选择与沥青路面使用性能关联度较大的影响因素进行支持向量机回归非线性预测,提出了基于灰色关联度分析和支持向量机回归(GRA-SVR)的沥青路面使用性能预测模型。最后选用广云高速实测车辙指数(RDI)值进行实例验证,并同GM(1,1)和PPI两种模型的预测结果进行了对比分析。结果表明:基于GRA-SVR建立的多因素预测模型具有很好的精度和可操作性,可在长周期过程中使用,为大数据养护决策提供了模型参考和依据。     

基于反步法的机械臂鲁棒自适应位置/力控制

针对机械臂终端受环境约束而产生的位置/力控制问题,提出一种鲁棒自适应控制算法。该方案采用反步法的思想设计具有全局收敛特性的位置/力控制器,根据坐标变换得到降阶的动力学模型,设计中考虑了驱动电机模型使控制器更符合实际控制要求,并将其分解为动力学控制器和电机控制器两部分以降低设计难度。利用自适应方法对动力学模型中的非线性部分和未知扰动进行补偿,采用鲁棒控制克服电机参数的不确定性的影响。二自由度机械臂的仿真结果表明,系统能快速有效跟踪参考信号,说明该控制器是有效的。     

基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.     

含双周期不等长刚性线夹杂电磁弹性材料的有效模量

研究含双周期分布不等长刚性线夹杂的无限大电磁弹性材料在远场反平面机械载荷和面内电磁载荷作用下的电磁弹性响应。由刚性线夹杂分布的周期性,取基本胞元为研究对象,利用胞元边界条件并结合椭圆函数理论和保角变换技术,获得了该问题电磁弹性场的精确解。由该精确解和平均场理论预测了材料的有效电磁弹性模量,数值结果显示了该类非均匀材料的有效电磁弹性模量随刚性线夹杂尺寸和分布的变化规律。