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2020 Vol.(3) 1-10[摘要](36)

针对锥形桩帽桩的几何特点、桩-土差异变形以及路堤填土内的土拱效应，考虑桩顶刺入路堤、桩端刺入下卧层，推导了路堤荷载下带锥形桩帽复合地基的桩土应力比计算公式.同时运用有限差分软件（FLAC3D）建立了数值模型试验，试验结果表明：随着锥形桩帽的锥角从5.7°增大到14°，桩土应力比的数值模拟值从3.06减小到2.08，公式计算值从3.13减小到2.19，桩土应力比的理论值与数值计算结果吻合良好，相对误差在2.01%~6.44%范围内，从而验证了文中方法的合理性. 同时对比了等截面桩、常规带帽桩和锥形桩帽桩对路堤沉降的影响，桩顶截面尺寸相同时，带锥形桩帽复合地基的沉降值较小. [PDF]()()

竖向非均质饱和地基中埋置扭转荷载的动力响应
邹新军，贺琼，覃玉兰

2020 Vol.(3) 11-18[摘要](20)

为探讨竖向非均质饱和地基中埋置简谐扭转荷载的动力响应，考虑地基为饱和半空间，并假定土体剪切模量随深度呈指数函数非线性分布，基于Biot固结理论与弹性动力学原理，建立饱和地基扭转振动的动力微分方程，引入边界条件并利用Hankel变换方法求解获得变换域内的剪应力、切向位移表达式，进而通过Hankel逆变换求得饱和地基内部的剪应力、切向位移解答，据此基于Mathematica编制出相应计算程序，并通过参数分析发现：地基土剪应力、切向位移沿径向呈现出明显的波动规律，曲线波动频率随荷载频率增大而增大；荷载作用面土体切向位移最大，剪应力发生突变，主要影响范围是荷载作用面上、下各两倍荷载作用半径（2a）区域；土体最大切向位移随荷载埋深h增大而减小，h = 2a时最大切向位移下降90%，h > 4a时，最大切向位移近似为零. [PDF]()()

挡墙后有限宽度土体土拱效应分析及土压力计算方法
杨明辉，吴志勇，赵明华

2020 Vol.(3) 19-27[摘要](12)

重点分析了在墙后填土宽度较小情况下，墙后土体土拱效应的形成机理，并假定小主应力拱为圆弧线，考虑挡墙与土体摩擦点的极限平衡条件，导得了大小主应力的偏转角表达式. 在此基础上，考虑刚性挡墙平动变位模式情况，结合水平微分单元法，建立了墙后有限宽度土体的主动土压力合力及强度的理论表达式.与室内试验数据及前人方法的对比表明，该方法得到的土压力值具有较好合理性. 最后，分析了不同填土宽高比n下的主动土压力分布规律，结果表明，主动土压力随n增加而逐渐增加，但n达到0.5后于稳定，该值可作为墙后土体有限宽度的界限值. [PDF]()()

间歇性强降雨下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析
苏永华，李诚诚

2020 Vol.(3) 28-36[摘要](18)

研究了间歇性强降雨作用下边坡稳定性. 间歇性强降雨下湿润锋以上土体将会经受干湿循环作用，考虑干湿循环对边坡土体渗透特性及土水特性的影响，改进了传统Green-Ampt入渗（GA）模型；考虑干湿循环对土体强度的劣化作用，建立间歇性强降雨下边坡稳定性表达式.对于不考虑间歇性强降雨作用的边坡，改进GA模型可简化为传统GA模型，说明传统GA模型是改进GA模型的一个特例；利用改进GA模型和稳定性评价方法得到的结果与工程实际情况基本吻合，证明了该方法的可靠性；根据降雨入渗速率的变化特征，降雨过程可分为稳定阶段、持减阶段和突变阶段等3个阶段；传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度和时间上有较大延缓；仅改进稳定评价方法的传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度上一致，在失稳时间上有延缓. [PDF]()()

考虑数据异常及新旧程度影响有界性的地基沉降预测方法
曹文贵，谭涛

2020 Vol.(3) 37-43[摘要](7)

在现有沉降组合模型预测方法研究基础上，通过考虑实测沉降数据新旧程度及其影响的有界性特点，提出了度量实测沉降数据新旧程度的新鲜度函数分析模型，它能同时反映实测点与预测点之间的时间距离和实测误差以及实测数据新旧程度影响有界性对沉降预测的影响. 基于统计学理论提出了排除异常实测数据引起沉降预测不合理的实测数据样本处理方法. 利用上述模型与方法，提出了可反映实测沉降数据异常和新旧程度及其影响程度有界性的地基或路基沉降组合预测新方法. 通过工程实例计算以及本文与现有同类方法预测与实测结果的比较分析，表明了本文地基或路基预测模型与方法的合理性与优越性. [PDF]()()

大直径泥水盾构下穿地铁挡墙路基沉降控制
马文辉1，杨成永1，彭华1，白雁1，程霖1，高利宏2，刘志暘2

2020 Vol.(3) 44-53[摘要](12)

为研究泥水盾构双洞先后下穿施工影响下既有挡墙式路基的沉降控制措施，依托京沈客专望京双洞盾构隧道施工下穿北京机场线路基工程，通过分析现场监测数据及盾构施工参数，在阐明了路基的沉降规律基础上，总结了控制沉降的盾构施工参数调控和注浆加固、沉降补偿的经验.研究结果表明：掘进各参数间、泥浆各参数间的关联密切；合理且较高的顶推力和泥水压力、较高比重和黏度的浆液可确保在地层扰动小的情况下盾构快速通过穿越段；理论注浆量2.5倍的同步注浆量和大于泥水仓压力0.15~0.2 MPa的注浆压力可确保盾尾建筑空隙充填密实；地表预注浆充分改良加固了地层、适度抬升了路基，注浆压力1.2 MPa的地表跟踪注浆及时有效地抑制、补偿了路基沉降，注浆压力1.2 MPa和速度100 L/min的隧洞内加强注浆减小了路基工后沉降. [PDF]()()

超厚湿陷黄土区SHR-SRC结构施工过程沉降监测与分析
宋彧，罗小博

2020 Vol.(3) 54-62[摘要](59)

为真实反映超厚湿陷性黄土区超高层型钢混凝土（Super High Rise-Steel Reinforced Concrete，简称SHR-SRC）结构在施工过程中沉降特征随上部载荷的变化规律，并指导安全施工，在试验场区建立了一套完整的沉降监测体系，动态追踪测试了超高层结构在整个施工周期2年6个月内的沉降变形等原始数据.利用实际监测结果，结合ABAQUS有限元分析，对SRC结构沉降特性进行了系统分析.结果表明：施工过程中，SHR-SRC结构整体沉降较为均匀，最大沉降速率为0.28 mm/d；距离核心筒附近的地下试桩点位正、负应变值小，远处则相反；土体在施工强度平缓状况下，局部会出现短暂的“回弹”现象；模拟显示筏板底中心桩顶位移最大，边桩次之，角桩最小，同一桩产生沉降差说明桩本身存在轴向压缩；但由于黄土地基及结构受力的复杂性，相关规律需进一步分析与探讨. [PDF]()()

燕尾榫约束古建木梁环境温度效应试验研究
白晓彬1，2，杨娜1，常鹏1

2020 Vol.(3) 63-72[摘要](12)

为了研究古建木梁在环境温度效应下顺纹方向的应变特征，在拉萨室内布置了一根无约束木梁和一根燕尾榫约束木梁，分别在室温变化下对其进行了空载和分级加载试验. 根据试验数据，分别对木材的顺纹方向弹性模量及燕尾榫的拉压刚度、转动刚度进行识别，将各参数识别成随环境温度变化的变量. 根据燕尾榫的构造特点，将升温段和降温段识别为不同的拉压刚度. 分析了上部荷载、约束条件等因素对梁底顺纹方向应变的影响，试验结果表明：无约束梁在环境温度作用下的应变增量和上部荷载无关，约束梁在环境温度作用下的应变增量随上部荷载的增大而增大. 梁端反力对梁底部的二阶弯矩作用引起了附加应变，附加应变随温度和荷载的增大而增大. 最后，根据附加应变的理论计算公式，将计算值与实测值对比，二者吻合较好，说明附加应变的理论公式是合理的. [PDF]()()

CLT楼板耐火极限计算中零强度层厚度取值研究
张晋 1，陆川1，梅方2，王卫昌1，李维滨1

2020 Vol.(3) 73-81[摘要](9)

为研究正交胶合木（CLT）楼板耐火极限计算中的零强度层厚度取值，分别进行了三层、五层CLT楼板常温极限承载力试验和耐火极限试验，并基于国内外木结构设计规范，结合忽略横纹层层板的弹性模量、仅考虑其厚度对组合截面惯性矩贡献的简化计算方法与剩余截面法，得到了一种适用于CLT楼板高温下零强度层厚度取值的计算方法，分析了CLT楼板零强度层厚度随炭化深度的变化规律，比较了CLT楼板高温下抗弯承载力在文中零强度层厚度取值下的结果和欧洲规范EN1995-1-2中的结果.研究结果表明：文中计算方法下的计算值与试验值吻合较好.当CLT楼板的炭化层到达横、顺纹层胶缝处时，零强度层厚度变化连续；而当炭化深度到达顺、横纹层的胶缝处时，零强度层厚度发生急剧突变.本文计算方法得到的高温下CLT楼板抗弯承载力相较于欧洲规范EN1995-1-2更合理，对于工程中的CLT楼板抗火设计具有更好的参考价值. [PDF]()()

1 ∶ 4缩尺厂房中功率火灾试验研究
杜二峰1，舒赣平1，吕晓2

2020 Vol.(3) 82-88[摘要](11)

为研究局部火灾作用下大空间建筑内火源、热烟气以及室内空间和钢构件温度场的发展及分布规律，设计建造了一个缩尺比为1 ∶ 4的门式刚架厂房模型，在模型内开展相当于中功率火灾的小规模火灾试验.试验过程中测量了模型内部各关键位置的热空气和钢构件温度，并采用《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）给出的钢构件温度场计算公式对试验中构件升降温进行计算对比.结果表明：热空气温度峰值从火源正上方向四周逐渐减小，沿跨度方向两侧温度分布基本对称.局部火灾下建筑内部空间明显可分为热烟气层高温区、次高温区和热烟气层以下区域. 钢构件温度沿截面方向分布较均匀，其温度变化明显滞后于热空气.对于处在热烟气层以下的钢构件，其温度场计算需要额外考虑火焰的直接辐射作用. [PDF]()()

桥梁动态称重技术在中小跨径混凝土梁桥上的适用性研究
邓露1，李树征1，淡丹辉2，赵华1，余加勇1，晏班夫1

2020 Vol.(3) 89-96[摘要](15)

为准确了解桥梁动态称重（BWIM）技术在不同类型桥梁上的适用性，从而为BWIM技术选型提供理论依据，针对我国应用范围最广的中小跨径混凝土梁桥开展了BWIM系统测试精度和稳定性的研究.首先基于公路桥梁通用图集建立了典型截面和跨度的梁桥模型，利用数值仿真方法获得了不同加载工况下车辆和桥梁的动态响应；然后利用经典BWIM方法计算了车辆总重和轴重及其识别误差；最后利用参数分析方法研究了桥梁跨径、截面类型、车辆类型、传感器测点位置、路面平整度、测量噪声、行驶速度等重要因素对识别效果的影响.研究发现：在不同跨径和截面类型的桥梁及各种复杂工况下，利用BWIM技术均可以获得理想的总重识别效果；而在轴重识别方面，桥梁跨径越小，识别效果越佳；另外，空心板桥具有更好的识别精度，T梁桥次之，小箱梁桥最次；路面平整度的劣化和输入信号噪声可能对BWIM系统的轴重识别效果产生不利的影响，实际应用中维护路面平整和控制输入噪声对于获得可靠的车辆称重结果具有重要的意义. [PDF]()()

基于SSD的桥梁主动防船撞目标检测方法与应用
夏烨，陈李沐，王君杰，孙利民

2020 Vol.(3) 97-105[摘要](16)

针对现有桥梁主动防撞视频监测系统在精度、鲁棒性和效率等方面的局限性，提出基于SSD（Single Shot MultiBox Detector）目标检测的桥梁主动防撞视频监测系统框架，建立并使用海量船舶图像数据集对SSD模型进行神经网络训练，生成适用于复杂环境下的船舶目标检测模型，通过样本选取、数据增强、广域划分优化等技术手段，实现航区船舶目标的稳定、智能检测.与传统方法相比，提出的船舶目标检测方法在稳定性、准确性、高效性和智能化方面优势明显.以上海松浦大桥为工程背景进行了实桥试验，验证了该方法在桥区航道长期稳定监测的可行性，为进一步的航迹跟踪预测、防撞预警和航道监控提供信息支持. [PDF]()()

基于安定分析和概率密度演化理论的杆系结构整体可靠度分析
祖云飞1，李正良1，2，范文亮1，2，刘蜀宇3

2020 Vol.(3) 106-114[摘要](14)

经典体系可靠度仅涉及量值保持不变的随机静力荷载，对于随机变值静力荷载作用下的工程结构将给出不合理的评估结果，低估了结构面临的风险.鉴于此，基于安定理论提出了杆系结构在变值静力荷载作用下以安定状态作为极限状态的整体可靠度分析方法.首先，建议了具有单一功能函数的极限状态方程，并引入了两类计算功能函数的实用方法；进而，在概率密度演化理论的基础上，推导了功能函数的广义密度演化方程，并引入Dirac δ序列算法获得了其近似解；然后，对功能函数的概率密度进行一维积分即可得到结构整体可靠度；最后，通过多个算例验证了本文建议方法.结果表明：1）建议方法有较好的精度和计算效率；2）建议方法所得整体可靠度能更合理地评估变值静力荷载作用下结构的安全性. [PDF]()()

考虑高差覆冰输电线路链式脱冰振动
晏致涛1，2，李孟珠1，熊辉1，游溢1，3

2020 Vol.(3) 115-121[摘要](9)

输电线路是电网中重要的生命线工程，覆冰荷载是输电线路最大威胁之一.以国网新疆电力科学研究院某工程为研究对象，采用商业软件ANSYS进行输电线路的有限元数值仿真，通过冰单元生死技术实现对覆冰输电线链式和同时脱冰振动的有限元分析，得到等高差和有高差下单跨输电线脱冰跳跃高度的规律，由此与缩尺模型实验结果进行对比分析.研究表明：链式和同时覆冰导线脱冰模拟结果与实验吻合很好，相差在5%以内，证明了模拟方式的准确性；在等高差链式脱冰下，随着脱冰速度的增大，最大脱冰跳跃高度会增大逼近到一个定值，而最大轴力不随脱冰速度变化而变化.有高差链式脱冰情况下，保持初张力不变时，随着高差的增大，跨中最大脱冰跳跃高度近似指数增大，链式脱冰的最大跳跃高度逐渐逼近同时脱冰的跳跃高度值；高差的存在会加剧输电线的上翻情况，也即是脱冰跳跃最大高度大于覆冰后的垂度，可以通过降低输电线的初张力或者覆冰厚度来减少上翻情况的发生，降低危险隐患. [PDF]()()

玻纤织物增强混凝土界面黏结性能的试验研究
朱德举，张伟明，刘赛

2020 Vol.(3) 122-130[摘要](8)

利用MTS万能试验机进行了纤维束的静态拔出试验，分别研究了不同的埋置深度、温度及纤维织物表面改性对耐碱玻璃纤维织物与水泥基体间黏结性能的影响.试验结果表明：玻璃纤维织物与水泥基体的黏结性能与纤维束埋深、纤维织物改性及温度条件存在一定的相关性.在常温条件25 ℃时，随着纤维束埋置深度的增大（15~25 mm），纤维束的拔出刚度、极限拔出力和拔出功不断增大，等效黏结强度反而呈现减小趋势.在相同的埋置深度（15 mm）下，随着温度的升高，纤维束的拔出刚度和极限拔出力不断降低.温度在25 ℃至300 ℃范围时，浸渍环氧树脂或者黏砂处理均能提高纤维束的极限拉拔承载力，且表面黏砂相比浸渍环氧树脂具有更好的增强效果.然而，当温度在400 ℃和500 ℃范围变化时，表面浸渍环氧树脂和黏砂对提高玻璃纤维束的极限拔出力影响不太显著，而在一定程度上降低了极限拔出力. [PDF]()()

火山渣颗粒图像处理及形状定量分析
聂志红1，廖靖云1，周苏华2，李冰晓3，安爱军4

2020 Vol.(3) 131-139[摘要](18)

火山渣颗粒具有形状不规则、棱角较多的特点，其形状特征会影响材料工程性质.为探究火山渣颗粒形状特性，通过AIMS集料图像测量系统获得火山渣颗粒图像以及形状指标，采用分形维数和正态分布检验方法，讨论以颗粒长度作为特征粒径时粒径变化对颗粒形状和分形维数的影响规律，并对比火山渣颗粒与一般岩体颗粒的形状差异.结果表明：随着特征粒径减小，火山渣颗粒长扁度和粗糙度逐渐减小，棱角度、球度和分形维数逐渐增大，越趋近于球形和块状，且表面棱角越少.所有采用的形状指标之间均有较好的相关性，其中棱角度对特征粒径变化最为敏感，可优先选取棱角度作为描述火山渣形状的指标.此外，通过与卵石和级配碎石的对比表明，在不同粒径范围内，火山渣颗粒长扁度和圆度随粒径变化不如卵石和级配碎石显著，且火山渣粗糙度和棱角度均比卵石和级配碎石大，表明火山渣颗粒棱角更多，表面更粗糙. [PDF]()()

多种局部供冷方式下人体热反应特性
李念平，李娜，何颖东，何梅玲，李甲，颜金波，谭畅

2020 Vol.(3) 140-148[摘要](9)

研究了热湿环境中不同局部供冷方式（辐射、传导、对流）下人体热反应特性. 通过在热湿室内环境的试验房间内试验，收集人体主观反应数据，分析不同局部供冷方式对人体局部与整体产生的舒适效果差异. 试验结果表明，在热湿环境中不同局部供冷方式作用下受试者达到稳定状态所需时间不同，局部对流供冷小于5 min、局部传导供冷10 min、局部辐射供冷20 min后受试者可达到稳定. 对照组中对整体热反应影响程度较大的身体部位为颈部、大腿、背部；而在不同局部供冷作用下，对整体热反应影响最大的部位发生变化，变为被直接冷却的身体部位，分别为上臂（辐射）、前臂（传导）及头部（对流）. 根据热舒适投票值进行回归分析，环境温度低于27.55 ℃时，局部辐射供冷方式最优；27.55～28.96 ℃时，局部对流供冷方式最优；高于28.96 ℃时，局部传导供冷方式最优. [PDF]()()