- 浏览排行
- 引用排行
- 下载排行
2025, 42(2):1-14.
摘要:路基作为高铁工程重要的基础结构,其长期稳定性直接关系到铁路运输的安全性与乘客乘坐的舒适性。随着高铁列车速度的持续提升和载重量的不断增加,路基在动态荷载作用下的累积沉降问题日益显著,已成为铁道工程、岩土工程、工程力学等多个学科交叉研究的前沿领域和热点问题。文章总结了高速列车荷载下路基累积沉降的国内外研究成果,重点围绕路基累积沉降的试验研究、理论研究、影响因素等方面,揭示了高铁路基长期沉降的复杂性和关键技术挑战,并提出了未来研究展望,包括探讨间歇荷载对路基长期变形的影响,路基填料颗粒破碎机制及对路基性质的影响等,为高铁工程设计提供理论支撑。
2025, 42(2):15-34.
摘要:装配式路面技术作为一种高效、环保的道路建设方法,近年来在全球范围内受到广泛关注。尽管已取得诸多研究成果, 但缺乏系统的归纳与总结。从路面结构设计理论、材料优选及施工工艺三个方面系统梳理了装配式路面技术的研究进展:首先,基于不同的地基理论模型,分析了预制板力学响应的影响因素、疲劳验算方程及设计参数,归纳了装配式路面的结构设计方法;其次,从调平层、预制板及接缝材料三方面,总结了新型材料对路面力学性能及耐久性的影响;最后,系统阐述了装配式路面的施工工艺,包括调平层的施工方式、路面板的吊装与连接工艺,以及板缝处理技术。此外,还对未来的研究方向提出了建议,以期为装配式路面技术的应用与推广提供理论参考和实践指导。
2025, 42(2):35-45.
摘要:为研究160 km/h市域快线诱发沿线建筑物室内振动与二次结构噪声的特性,在某新建运营的市域快线沿线一建筑物室内部署长期监测系统,开展长期振动噪声监测工作。基于对大量监测数据的分析,研究了160 km/h市域快线诱发沿线建筑物室内振动与二次结构噪声特性,以及不同行车速度下振动噪声特征的变化。分析结果表明,市域快线诱发室内振动各频段均有一定的离散性,其中在25.0~125.0 Hz频段的分频振级离散程度低于其他频段,市域快线诱发的室内二次结构噪声各频段分频声压级的离散性显著大于室内振动的分频振级离散性。二次结构噪声与背景噪声的差异主要集中在31.5~125.0 Hz频段。 市域快线诱发室内的振动分频振级与二次结构噪声分频声压级在31.5~100.0 Hz频段相关性较大,列车运行速度增大后,振级与二次结构噪声相关性并没有显著提高,但振动与二次结构噪声监测数据离散程度有所减少。列车运行速度增大后,分频振级在20.0~50.0 Hz有所增大,而二次结构噪声声压级仅在31.5 Hz处增大。
2025, 42(2):46-53.
摘要:在混凝土结构徐变效应的有限元分析中,徐变柔量函数通常采用Prony级数表征。针对传统单一方法(如共轭梯度法和 LM法)用Prony级数模型拟合徐变函数试验数据时出现负数和不稳定现象而失去实际物理意义这一问题,提出了一种新的识别Prony级数模型参数的混合智能优化方法:从构造有罚项的目标优化函数出发,结合模拟退火遗传智能算法和非线性规划方法,约束参数物理意义进行参数识别;在此基础上,通过参数分析,给出了一个简单实用的徐变函数Prony级数模型计算表达式。算例表明,方法不但克服了传统方法的缺点,而且拟合结果相对误差在3%以内。给出的徐变函数Prony级数表达式可直接应用于计算混凝土结构徐变效应的有限元软件程序开发中。
2025, 42(2):54-65.
摘要:超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用日益广泛,为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板(RD)节点的疲劳性能,针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真,分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布,并采用结构应力法预测了RD节点的疲劳寿命。基于ABAQUS建立了带UHPC铺层的钢桥面板RD节点三维实体有限元模型,对模型施加荷载提取裂纹萌生处所在截面的节点力和节点力矩,计算得到等效结构应力,利用结构应力法中的主 S-N曲线对RD节点疲劳性能进行评估,并与热点应力法和临界距离理论的预测结果进行了对比分析。研究结果表明:在中心加载工况下,RD节点焊缝处受拉应力作用,至焊缝中部拉应力逐渐增大并趋于稳定,疲劳裂纹首先在该易损部位萌生,并沿板厚方向分阶段扩展直至断裂;经UHPC加固之后,RD节点焊缝的端部效应明显减弱,焊缝中部的结构应力值大幅度降低,最大降幅达87.2%,同时UHPC铺层与盖板形成协同受力整体,使得结构应力分布趋于平缓,显著改善了钢桥面板的疲劳受力状态;相比热点应力法和临界距离理论,结构应力法给出的预测结果偏保守且更接近试验值,预测误差仅8%,对于钢UHPC组合节点,结构应力法的预测值达到无限疲劳寿命。总体而言,结构应力法可以有效地对钢桥面板的疲劳性能进行评估,以较低成本准确预测焊接构件的疲劳寿命并辅助制定检修策略,在钢结构桥梁领域的实用前景广阔。
2025, 42(2):66-75.
摘要:近年来,高速铁路无砟轨道的研究发展迅速,但针对其建设期碳排放特征及其精细计算方法的研究仍然相对欠缺。因此仍需要对高速铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道建设期的碳排放进行全面量化研究,明确碳排放计算的边界,构建相应碳排放计算模型;利用PROMETHEE-Ⅲ对碳排放因子方案进行排序,并借助MySQL语言构建了无砟轨道建设期碳数据库;采用所构建的碳排放计算模型对高速铁路建设中路基、桥梁和隧道3种典型路段的单公里碳排放进行了量化分析。混凝土碳排放占比为41.06%~43.52%,钢材碳排放占比为52.90%~54.53%,总体材料碳排放占比高达96.00%,结果表明路基段的单公里碳排放量显著高于隧道段和桥梁段;材料方面,混凝土和钢材的碳排放占据了主导地位;敏感性分析揭示了整体碳排放对钢材碳排放因子的敏感性最强,而混凝土的敏感性则次之。
2025, 42(2):76-86.
摘要:为更好地掌握再生沥青混合料(RAP)拌和均匀性的变化规律,对不同拌和速度下RAP拌和均匀性演变的动态过程进行了模拟研究。首先,基于离散单元法(DEM)模拟不同拌和速度下的RAP拌和过程,分析旧料结团破碎的拌和均匀性变化和内部机理;其次,在结团破碎的基础上,进一步分析新旧料的均匀性演变进程;最后,利用3D打印技术及图像处理分析不同拌和速度下室内新旧料的拌和均匀性变化。结团破碎存在一个从快速到缓慢的过程,5,10,15,20 r/min拌和速度下的旧料结团分散系数拟合曲线拐点时间分别为10.92,6.69,5.48,4.12 s。离拌和中心越远的结团,在拌和中速度和受力的变化趋势越明显,拌和越均匀。5,10,15,20 r/min拌和速度下的新旧料分散系数拟合曲线拐点时间分别为17.05,8.74,5.66,4.26 s。不同拌和速度下室内实验与DEM模拟的新旧料拌和均匀性变化略有不同,但均在4 s左右达到均匀程度变化的拐点。RAP的拌和均匀性变化表现为复杂的动态过程,拌和速度是影响拌和均匀性不可忽略的关键因素。
2025, 42(2):87-94.
摘要:为探究地热源作用下盾构隧道的抗震安全性能,以西安地铁10号线工程为背景,采用有限元数值模拟再现了地热源作用下盾构隧道的地震响应,并分析了不同地热源与隧道相对位置的影响。研究结果表明,地热源会显著放大隧道管片近热源段的应力水平,同时减小该部分接头的张开量,对远离热源部分则基本无影响;热源与隧道的距离会影响隧道管片的应力水平,但对接头的张开量基本无影响;地热源作用会显著影响热源附近盾构隧道的接头张开量和应力,但对加速度、倾斜角等则基本无影响。该研究可为未来类似工况的设计提供参考。
2025, 42(2):95-102.
摘要:为探究周期性桥上无砟轨道结构中的弹性波传播规律,将无砟轨道-桥梁耦合结构考虑为包括钢轨、轨道板、底座板、桥梁在内的4层Timoshenko梁耦合模型,利用平面波级数展开法-能量法求解其频散特性。通过与有限元仿真结果对比验证了文章方法的准确性,而后基于该方法探究了结构刚度变化对弹性波传播的影响、阐明了频散特性中禁带的形成机理。结果表明:0~50 Hz内,该结构共存在两条禁带,且在纵向刚度较大时,其起始频率与截止频率主要受各连接层的纵向刚度影响,第1, 2阶截止频率分别随滑动层刚度、扣件层刚度的增加而增大。研究为桥上无砟轨道结构的减振工作提供了一定的理论参考。
2025, 42(2):103-109.
摘要:渗漏源检测是保障危险废物填埋场正常运行的重要措施,传统的人工目视检测效率低且危险废物会影响巡检人员的身体健康。使用一种基于实例分割的方法检测渗漏源。通过巡检机器人搭载的相机采集画面,采用YOLOSeg-EViT网络进行实例分割。实验结果表明,该算法的平均精度为75.7%,使用分辨率为1 280×720像素的视频进行检测时,检测的帧率为 54.4 帧/s。在边缘计算平台中,该算法的平均精度为75.1%,帧率为33.1 帧/s。该算法可以有效检测渗漏源,提升检测效率,避免巡检人员接触有害物质,具有实用价值。
2025, 42(2):110-118.
摘要:道路场景中图像通常内容复杂,不同物体之间的尺度和形态差异较大,并且光照阴影等情况会让场景变得难以识别。 而现有语义分割方法通常不能有效提取并充分融合多尺度语义特征,泛化能力和鲁棒性较差。文章提出了一种融合多尺度 Transformer 特征的语义分割网络模型。首先,利用 CSWin Transformer 提取不同尺度的语义特征,并且引入特征细化模块 (FRM)提升深层小尺度特征的语义辨析能力;其次,采用注意力聚合模块(AAM)对不同尺度特征分别进行聚合;最后,通过融合这些增强后的多尺度特征,进一步提升特征的语义表达能力,从而提高分割性能。实验结果表明:该网络模型在 Cityscapes数据集上取得了82.3%的准确率,较SegNeXt和ConvNeXt分别提升了2.2个百分点和1.2个百分点;在目前最具挑战性的ADE20K数据集上取得了47.4%的准确率,较SegNeXt和ConvNeXt分别提升了3.2个百分点和1.8个百分点。所提出的融合多尺度Transformer特征模型不仅具有较高的语义分割精度,能准确预测道路场景图像的像素语义类别,而且具有较强的泛化性能和鲁棒性。
2025, 42(2):119-126.
摘要:当前空中交通领域中,机场群系统频繁出现的飞行冲突、离港航班延误等问题日益成为影响航班运行效率和旅客满意度的关键因素。文章在考虑机场群系统资源约束的基础上,引入“机场满意度”这一概念,以离港航班总延误最小化、所有机场满意度之和最大化以及机场群系统内机场公平性的整体度量最大化为优化目标,建立机场群终端区离港航班协同排序模型,设计带精英策略的非支配排序多目标遗传算法,求解机场群终端区离场航班协同排序问题的Pareto最优解,并以京津地区的3个机场终端区为例进行了实例分析。实验结果表明,与先到先服务方案相比较,航班总延误从7 796 s减少至5 029 s, 降低了35.5%,平均每一架航班延误时间从159 s降到103 s,航班平均满意度达到0.786 7,机场群中机场公平性的整体度量为 0.004 4。所提出的优化方法能够显著降低机场群系统中离港航班的总延误,提高航班总满意度,实现资源的公平高效使用。