专栏:韧性、数智、绿色、低碳化隧道工程

  • 滚刀载荷监测系统工程实践

    梁双川;韩北;龚秋明;刘东鑫;张宏伟;秦善良;曾煜;

    目前TBM与盾构机的单滚刀推力在工程上一般通过总推力除以滚刀数量计算其平均值来表示,此方法无法反映不同安装位置滚刀受力差异,也没有考虑到盾壳摩擦力、后配套拉力等因素对单滚刀推力的影响。为了准确测量滚刀的三向载荷,在穗莞深城际宝前区间采用的双模盾构机上搭载了课题组研发的滚刀载荷监测系统,系统实时采集了滚刀沿掌子面转动的滚刀载荷,并连续监测了超过50环的盾构掘进滚刀载荷,通过计算不同监测位置的滚刀载荷,验证了滚刀载荷监测系统的各项功能。结合掌子面素描,发现掌子面存在的节理及掉块等现象在实时滚刀载荷中有显著反映,滚刀经过节理区域时,正向力显著降低至50 k N以下。通过不同岩体条件下滚刀实测载荷与计算载荷的对比,验证了滚刀载荷监测系统的准确性与可靠性。系统监测结果可为滚刀与刀盘设计、掌子面岩体条件识别等提供依据。

    2025年08期 v.43;No.275 1-8+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 769K]
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  • 基于有限元模拟的断裂带内TBM穿越施工风险及预加固效果分析评价

    袁楷轩;赵亮天;吴含;张启革;

    基于深圳市某在建TBM隧道地质施工条件进行数值模拟,以评价TBM在断裂破碎带内掘进施工过程中可能产生的原生风险,并结合数值模拟结果及施工监测结果评价地面注浆预加固措施的有效性。模拟结果表明,在未采取预加固措施时,断裂带区间内围岩对隧道施工的力学响应显著,表现出较大的底板隆起和拱顶沉降特征。断裂带与周边微风化花岗岩的界面处可见显著的应力集中分布和较大变形,认为断裂带与完整岩体间的岩性突变界面为掘进施工中的典型薄弱面。预加固后,隧洞围岩区域整体变形显著降低,与实际施工观测所得结果一致。监测数据分析显示,地面注浆加固区域的隧洞涌水量较其他区段显著降低,验证了该加固措施对断裂带内围岩的止水、加固效果良好,在该类工况下适应性较强。

    2025年08期 v.43;No.275 9-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 584K]
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  • 大断面隧道全断面机械化施工安全步距研究

    成涛;王贵秋;宋战平;李禄豪;孙泽;鲁洁;

    针对大断面隧道全断面机械化施工各机械作业空间与传统钻爆法施工安全步距不匹配的问题,以安全步距控制因素为依据,采用理论分析与数值模拟相结合的方法对大断面隧道全断面机械化施工安全步距进行了研究,建立了相应的安全步距确定方法。研究结果表明:1)围岩等级、支护结构和机械配套方案是确定大断面隧道全断面机械化施工安全步距的关键因素。2)应用该方法初步确定依托工程在Ⅳ级围岩条件下的安全步距为240 m。3)数值模拟结果显示,依托工程围岩最大变形为8.4mm,变形可控;初支最大应力为10.2 MPa,锚杆最大拉力为35.6 kN,支护结构承载能力大于围岩压力,支护结构安全。4)现场监测数据表明,拱顶沉降稳定于8 mm,拱腰收敛稳定于9 mm,验证了该步距的安全性。5)240 m安全步距可用于Ⅰ~Ⅲ级围岩条件下的大断面隧道全断面机械化施工。对大断面隧道全断面机械化施工安全步距进行研究为施工提供了安全保障,也为类似工程提供了参考。

    2025年08期 v.43;No.275 18-26+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 752K]
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  • 盾构切削28 mm主筋围护桩及小净距下穿既有车站施工全过程影响规律与控制研究

    徐恢荣;

    随着城市轨道交通网络密度的提升,盾构隧道小净距下穿既有车站并切削含主筋围护桩的工程日益增多,其变形控制与施工安全对保障地铁运营至关重要。依托深圳地铁13号线石鼓站—留仙洞站区间下穿5号线留仙洞站项目,通过三维数值模拟分析了盾构施工切削既有车站围护桩对车站结构的影响。采用MIDAS/GTS有限元软件建立了包括双线盾构隧道、既有车站结构及周围地层的三维模型,重点评估了盾构掘进过程中围护桩切削效应、既有车站结构变形特征及地层沉降规律。研究结果表明:盾构切削对既有车站结构产生的附加应力较小,车站变形满足安全要求;通过精确控制盾构掘进参数、刀具选择及注浆措施,能够有效控制地层变形,确保既有车站结构安全。此外,研究了施工过程中切削区段的地质勘察、参数控制及实时监测等控制措施,为类似工程的安全施工提供了参考。

    2025年08期 v.43;No.275 27-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
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  • 浅埋大跨度隧道破碎带地层施工监测布置及变形规律研究

    林树森;宁方端;漆伟强;王听听;魏玉超;

    在大跨度钻爆法隧道的施工过程中,工程往往面临地质条件复杂、监测难度大以及变形控制要求高等一系列挑战。以青岛胶州湾第二海底隧道陆域段工程施工为背景,首先分析了在断裂带地层区域开挖浅埋大跨度隧道所面临的高风险性与监测难度,提出了基于围岩等级和开挖顺序的监测布设原则;其次将拱顶沉降、净空收敛和地表沉降等关键数据作为必测项,同时将断裂带区域的监测参数视为选测项,明确了隧道的监测布置断面;最后基于现场实测数据,分析了隧道开挖全过程中主要断面的变形规律。研究结果表明:1)隧道开挖过程中的变形规律表现为先行导洞开挖后变形急剧增加,而在隧道断面完全开挖后变形趋于稳定;2)在后行导洞开挖及中间岩柱拆除阶段,局部围岩应力释放导致地表沉降发生显著变化。研究成果可为类似浅埋大跨度隧道工程的断面监测方案提供重要的参考与指导。

    2025年08期 v.43;No.275 36-44+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K]
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  • 填海地区明挖隧道基坑超深DJP复合管桩施工工艺及协同传力机理研究

    刘刚;孙泽;

    针对填海抛石层、动水区淤泥质复合地层及基坑空间受限等复杂地质条件,研究了DJP(潜孔冲击高压旋喷与旋扩工法组合)复合管桩施工工艺,并通过数值模拟和现场试验揭示了其荷载传递机理和综合应用效果。结果表明:DJP工艺可一次性完成填石层与风化岩层成孔成桩,通过水泥土外桩与预制管桩的协同作用,显著提升了嵌岩定位精度及水泥土在动水区的固结稳定性,同步增强了桩基抗水平承载力与防腐性能。研发的“水泥土复合管桩工法+地表超长送桩技术”采用模块化设计及六方头快速连接机构,实现了送桩器节段2 min内快速组装,突破了28 m超深送桩技术限制,有效规避了基坑开挖风险。芯桩(PHC管桩)承担主要竖向荷载(顶部占比66%),水泥土外桩通过侧摩阻力将荷载传递至桩周土体,形成“芯桩→水泥土→地层”3级传力路径,充分发挥摩擦桩特性,整体承载力提升了30%~40%。现场施工验证表明,管桩植入同心度偏差≤50 mm、垂直度偏差≤0.3%,关键参数均满足规范要求,技术可行性显著。研究成果不仅攻克了复杂地层预制桩施工的技术难题,还为类似工程提供了有益参考,具有重要的工程应用价值。

    2025年08期 v.43;No.275 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 大跨度断面双侧壁导坑法施工工法优化研究

    何俊;

    针对V级围岩条件下单洞4车道(双洞8车道)隧道采用双侧壁导坑法施工时存在的机械作业空间受限与施工步距矛盾问题,提出了基于机械化施工适配性的工艺优化方法。通过理论计算和监测分析发现,传统工法导坑长度不足导致大型设备(如挖掘机、拱架安装台车)操作空间欠缺,是制约施工效率与安全性的关键因素。基于此,创新性地建立了以机械最小转弯半径为控制参数的导坑长度准则,并提出了“延长导坑长度至25 m+非对称开挖侧导坑+动态调整主洞中导坑台阶间距”的改进工艺。以某双向8车道隧道(最大净宽为18.762 m,最大净高为11.542 m,V级千枚岩)为工程载体,采用Midas软件建立了三维数值模型,对比分析表明:优化后的的施工方案,拱顶沉降值降幅为24.6%,边墙收敛位移降幅为26.3%,支护结构内力重分布效应可控(轴力波动<6%,弯矩峰值降低了24.3%),方便了大型机械化施工设备施工。现场监测数据验证了该方案能显著提升施工稳定性,同时缩短了循环进尺时间,降低了施工成本。相关研究结论为类似大跨度断面双侧壁导坑施工提供了一定参考。

    2025年08期 v.43;No.275 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K]
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  • 基于麻雀优化与LSTM基坑顶部变形预测

    聂彦冲;周明文;祝敏刚;段平;王以姣;

    为了提高对基坑顶部变形预测的精度,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)、变分模态分解(VMD)和长短期记忆网络(LSTM)的基坑顶部变形预测模型。以广州某基坑的变形监测数据为例,首先利用SSA优化VMD的控制参数,减少噪声成分的干扰,将基坑顶部变形时间序列数据分解为不同的本征模态函数(IMF),并根据不同频率特征,将分解结果划分为趋势项、季节项和随机项;采用多项式拟合方法对趋势项进行预测,利用LSTM结合自注意力机制对季节项和随机项进行建模,通过叠加各分项的预测结果获得基坑顶部变形预测值。研究结果表明:当输入步长为3时,SSA-VMD-LSTM模型的均方误差(MSE)为0.48,决定系数(R~2)为0.971,相较于未分解的原始序列模型,MSE降低了0.99,验证了改进模型在预测精度方面的显著提升。该研究成果为类似基坑顶部变形预测提供了重要的参考与借鉴。

    2025年08期 v.43;No.275 63-69+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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  • 地铁盾构隧道下穿房屋管片壁后回填注浆技术研究

    黄德星;

    地铁盾构下穿房屋时,对地表沉降控制要求较高。以厦门地铁6号线潘官区间下穿房屋段为工程背景,设计了3种不同地层的同步注浆配合比,利用朗肯土压力理论和Terzaghi松动土压力理论计算了注浆压力,并采用同步注浆、二次注浆、三次注浆以及四次深孔注浆的施工工艺,通过探地雷达扫描结合同步注浆取芯验证了注浆效果,同时监测了地表以及房屋沉降。研究结果表明,不同地层的适配配合比能发挥浆液的最佳性能;注浆压力计算需依据覆土厚度选择合适理论;多次注浆工艺结合验证方法能有效控制管片渗漏水以及地面沉降,使地表沉降最大值为7.10 mm,房屋沉降最大值为7.87 mm,均在控制值范围内。相关研究成果为类似盾构下穿房屋项目提供了借鉴。

    2025年08期 v.43;No.275 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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  • 基于随机过程和IE-UM的基坑风险评估

    彭澍;

    为提高基坑风险评估的科学性和准确性,提出一种结合随机过程和IE-UM(信息熵与未确知测度理论)的基坑风险评估方法。该方法通过构建高斯随机过程模拟风险指标的变化特征,利用熵权法确定各评价指标的权重以减少主观性对评估的影响。以广州市南沙至珠海城际铁路十三涌站基坑工程为案例,建立了包括自然因素、设计因素与施工因素的风险评价指标体系,运用蒙特卡洛模拟与互相关分析等技术,评估不同风险因素的影响程度。结果表明,施工因素对整体风险影响最大,工程整体处于中度至高度风险等级之间。该研究为类似深大基坑工程的风险识别与安全管理提供了可行的理论支持和实用工具。

    2025年08期 v.43;No.275 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K]
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  • 基于数据驱动的卵石土地层盾构掘进经济指标分析——以秦望工程为例

    金大伟;孙明权;付世荣;周传岳;郭紫柔;

    在“双碳”战略与基础设施绿色转型驱动下,为解决卵石土地层盾构掘进中刀具损耗大、能源利用率低等问题,实现大直径盾构隧道工程经济效益与环境效益的平衡优化,以杭州市富阳区秦望隧道过江段大直径盾构工程为研究对象,通过收集分析含卵石土复杂地质条件下盾构掘进项目数据,结合文献查阅、现场调研访谈,运用数据预处理、KNN算法、随机森林算法等技术,建立了适用于含卵石土地层的地质分级方法,构建了复杂地质条件下大直径复合式泥水平衡盾构的经济指标库,该成果可补充完善现行盾构计价体系,为同类工程经济分析与成本控制提供科学依据和实践参考。

    2025年08期 v.43;No.275 87-93+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
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  • 电子雷管单孔爆破掏槽孔合理延时及振速预测模型研究

    张烈洲;

    为解决隧道爆破施工中电子雷管延时计算不准确的难题,针对不同炮孔类型,综合考虑岩石的叠加破碎效应和相邻振动波的叠加抵消减振效应,提出了电子雷管合理延时计算方法。通过开展IV级围岩隧道2 m进尺电子雷管不同延时条件下掏槽孔爆破减振试验,分析了不同延时条件下的爆破减振效果。采用量纲分析方法,建立了不同延时条件下的电子雷管爆破振速预测模型。研究结果表明:当掏槽孔延时为2 ms和3 ms时,由于设置的实际延时远小于计算延时4.69 ms,导致掏槽孔爆破引起的振速近似于数个炮孔同时起爆,爆破峰值振速较大,减振效果较差;当掏槽孔延时为5 ms时,其值略大于4.69 ms,通过相邻炮孔的协同作用,既产生了岩石叠加破碎效应,又形成了振动波抵消机制,峰值振速较小,减振效果较好。基于线性回归分析拟合方法,建立了不同延时条件下电子雷管爆破振速预测公式。该方法在实际工程中应用效果良好,可为类似工程提供指导和借鉴。

    2025年08期 v.43;No.275 94-101+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K]
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  • 压气储能电站内衬硐库上覆围岩稳定性研究

    张元庆;曹雷年;周晓湘;王劲松;

    高内气压对硐库围岩安全稳定性影响的研究具有重要的理论意义和工程价值。以具体工程为依托,利用数值模拟的方式探讨开挖施工以及储气压力对围岩位移、应力和塑性区的显著影响,获得相应的变化规律。研究结果表明:地下内衬硐库的失效模式与埋深密切相关,上覆岩体的整体破坏是失效模式之一;在埋深范围内,存在非稳定区,安全埋深应处于非稳定区之下;随着侧压力系数的增大,硐室围岩塑性区范围明显降低;当侧压力系数为1.0时,硐库围岩的最大压应力和塑性区出现在拱顶部位,建议在施工中加强该部位的应力和变形监测;根据不同埋深和围压下硐库围岩塑性区分布规律,确立合理的储气压力为10.5~15.5 MPa,设计埋深为140 m。相关研究成果可为压缩空气储能的理论研究和工程施工设计提供必要的支撑和借鉴。

    2025年08期 v.43;No.275 102-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K]
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  • 围岩级别和地下水位对储气硐库安全埋深影响研究

    姜长飞;袁园;

    高内压作用下硐库的安全埋深是影响硐库和上覆围岩稳定性的关键因素之一,在地下水和高气压的作用下,地下硐库上覆岩体可能发生上浮现象。因此内衬硐库选址设计时应充分考虑硐库的上覆岩体的安全埋深,以确保在低水位高气压下地下硐库有足够的抗浮力。为探究隧道式储气硐库地下水位对岩体整体抗浮能力的影响,针对锥体模型,重新建立了考虑岩体自身强度的稳定性评估方法。利用力多边形矢量闭合法提出了一种适用于隧道式储气硐库的可以考虑滑裂面上岩体强度的锥体模型,推导了不同地下水位下隧道式储气硐库安全埋深计算方法。安全埋深主要受地下水位、岩体黏聚力和内摩擦角影响,岩体自身强度在抵抗上抬力时起着重要作用。该储气硐库安全埋深计算方法量化了地下水位和高气压对上覆岩体抗浮力的影响,所提方法具有严格的力学推导过程,为实际工程提供了有效的分析手段。

    2025年08期 v.43;No.275 111-118+168页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]
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  • 基于FR-SVM组合模型的深圳市崩塌灾害易发性评价

    王大兵;张清山;冉斌;周苏华;

    以深圳市历史崩塌灾害数据为基础,选取高程、坡度、坡向、水系密度、道路密度、距断层距离和岩性作为评价指标,随机抽取70%的数据作为训练集,剩余30%的数据作为验证集,分别基于频率比模型(FR模型)、支持向量机模型(SVM模型)和二者的组合模型(FR-SVM组合模型)对深圳市崩塌灾害易发性进行评价,同时分析了核函数选择和数据预处理方法对SVM模型和FR-SVM组合模型性能的影响。结果表明:1)深圳市崩塌灾害高度易发区和较高度易发区集中分布在梧桐山山脉周围及横岗—罗湖、温塘—观澜一带;2)ROC曲线和灾害分布验证表明,FR-SVM组合模型相对于FR和SVM单模型而言精度更高,具有较好的实用性;3)SVM模型和FR-SVM组合模型中,采用Rbf核函数及归一化数据预处理方法的模型准确率更高;4)深圳市的不稳定斜坡中65%分布在崩塌灾害的中度易发区及以上分区,福田区及龙岗区危险性较高。易发性分区结果可为深圳市的地质灾害防治和土地规划提供参考。

    2025年08期 v.43;No.275 119-128+151页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K]
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道路与交通

  • 降雨条件下压实度对含孤石花岗岩残积土边坡稳定性影响分析

    许祥;陈勇;曾勇;李承鸿;谭静静;周全;夏楚天;侯振坤;

    雨水入渗速率是影响花岗岩残积土边坡稳定性的重要因素,土体压实度作为控制土体水力特性的核心参数,其与降雨入渗过程的耦合作用机制备受关注。基于此开展了模型试验,研究了降雨条件下压实度对含孤石花岗岩残积土边坡稳定性的影响,发现:1)低压实度边坡入渗快,易发生表层冲蚀与浅层滑动;高压实度边坡入渗慢,坡顶易积水,引发局部深层裂缝和渐进式破坏。2)压实度通过控制雨水入渗速率、孔隙水压力分布和土体含水率,直接影响边坡失稳模式。3)高压实度虽能延缓边坡整体失稳,但需警惕因渗透性差导致的孔隙水压力骤增和局部抗剪强度劣化。4)孤石改变了雨水入渗路径,裂缝扩展与滑移多沿其绕流路径发展。5)低压实度边坡孔隙水压力随入渗深度增加呈阶段性波动;高压实度边坡孔隙水压力初期快速上升,后受毛细作用影响部分抵消,后期土压力因有效应力降低而显著升高。该研究为南方多雨地区边坡工程设计与灾害防控提供了重要理论和试验依据。

    2025年08期 v.43;No.275 129-135+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
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  • 高速公路互通立交TOD综合改造技术研究

    彭俊;

    以广东省广州市新塘立交TOD综合改造项目为例,探讨互通立交TOD综合改造的关键技术与土地开发模式。项目通过主线扩容、匝道优化以及下沉式隧道改造,集约化释放土地面积为20万m~2,并建设上盖公园以及面积为85万m~2的塔楼,实现了交通提升与土地增值的双重目标。研究提出四大关键技术:1)互通立交精细化优化,通过匝道线形调整和空间压缩最大化土地价值;2)装配式全封闭混凝土隔声结构,采用预制预应力空心板梁和Z形或π形PC板,兼顾降噪与施工效率;3)复杂封闭空间的通风与消防技术,基于CFD模拟优化防灾分区,创新性融合公路隧道与建筑防火标准;4)BIM+GIS协同管理平台,支撑设计优化、施工模拟及智慧运营。此外,项目探索了“交通改造—土地收储—综合开发”的复合开发路径,并应用绿色低碳技术,如雨水循环利用、再生骨料以及智能照明系统。该研究为城市核心区既有交通设施的升级改造提供了可借鉴的技术与管理经验,对推动土地集约利用和可持续发展具有重要意义。

    2025年08期 v.43;No.275 136-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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  • 融合复杂外部因素的轨道交通客流多步预测方法

    赵莉;

    由于环境因素、节假日及大型活动等外部因素带来的高度非线性和不确定性,使得预测轨道交通网络的多粒度动态客流是一项极具挑战的任务。为此,开发能够应对此类复杂问题的高精度预测模型至关重要。提出一种融合复杂外部因素的轨道交通客流多步预测模型(STEF-GCN模型),该模型深度融合具有强相关性的复杂外部因素,并考虑轨道交通客流数据的时空相关性。研究结果表明,STEF-GCN模型性能显著优于其他基线模型,具体表现为:在短期与长期预测中均能实现高精度,在短期预测中其RMSE值和MAE值分别降低了8.60%~63.80%和10.05%~66.90%;模型能够更好地预测客流峰值与低谷值,把握客流的波动性;对突发情况引发的客流波动具有更强适应能力,且抗干扰性能优异。该模型有望辅助轨道交通运营方制定科学决策,提升服务效率。

    2025年08期 v.43;No.275 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K]
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桥梁与结构

  • 附加栏杆阻尼系统的应力带桥竖向减振及优化设计方法

    刘彬;许坤;

    为提升附加栏杆阻尼系统的应力带桥竖向减振效果,提出2种全局优化设计方法,即基于模态阻尼比的优化方法和基于H2范数的优化方法。首先,建立了应力带桥栏杆阻尼系统有限元模型,分析了阻尼系数对应力带桥动力特性的影响。其次,基于所提出的2种优化方法设计了栏杆阻尼器布置位置及阻尼系数。最后,以一座人行应力带桥为例对2种优化方法的控制效果进行了对比分析。结果表明,对于2种不同的栏杆阻尼系统优化方案,应力带桥竖向加速度及位移响应都明显减小,比较应力带桥跨中节点响应发现,基于模态阻尼比的优化方案加速度响应较小,而基于H2范数的优化方案位移响应较小。可见提出的优化方法可以显著提高应力带桥在人群荷载作用下的减振效果。

    2025年08期 v.43;No.275 152-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 大跨度悬臂混凝土桥梁流变效应评估及内力反演分析

    冯磊;

    针对悬臂浇筑大跨桥梁因混凝土徐变与预应力筋流变效应引发的长期挠度问题,提出了一种基于低精度监测数据的挠度函数逆向修正方法。通过建立结构变形与内力的逆向分析模型,解决材料性能退化(混凝土开裂)和边界条件改变(支座沉降)共同作用下的挠度预测难题。通过跨度变形反推结构内力,提出了一种基于低精度大地测量数据的挠度函数修正算法。分析结果表明,该算法显著提高了关键区段挠度计算精度,有效平滑了原始数据中的随机波动,在最大跨度区域表现出良好的适用性。工程案例验证表明,修正后的挠度函数能够准确反映施工阶段结构内力重分布特征。研究成果为桥梁施工监控提供了新的分析工具,其局部修正特性对监测系统的传感器布置具有参考价值,实现了低精度数据在结构性能评估中的有效应用。

    2025年08期 v.43;No.275 160-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
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  • CFRP布加固RC肋梁桥桥面板力学性能试验研究

    孙立霞;王大鹏;

    研究了CFRP布加固RC肋梁桥桥面板的力学性能,重点分析了预制梁与湿接缝结合面的力学行为及其对RC肋梁桥桥面板抗弯承载力的影响。采用ABAQUS软件建立有限元模型,选择混凝土损伤塑性模型模拟RC肋梁桥桥面板中混凝土的本构关系,并结合内聚力模型模拟新旧混凝土结合面的相互作用。通过试验结果与有限元模拟结果的对比,验证了模型的准确性。研究发现,湿接缝对RC肋梁桥桥面板抗弯承载力的折减系数为0.95,与现行规范预测结果相符;CFRP布加固后,桥面板的抗弯承载力有所提升,但提升幅度低于现浇混凝土桥面板,主要原因是预制梁与湿接缝结合面的过早开裂;试验板跨中界面荷载-应变曲线分析结果表明,CFRP布加固后,中部和底部混凝土的应变显著减小,符合平截面假定,且接缝处CFRP布的约束效果优于跨中位置。该研究为装配式桥梁结构的CFRP加固设计提供了重要的理论依据和技术参考。

    2025年08期 v.43;No.275 169-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]
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给水排水工程

  • 城市综合管廊内热熔接口聚乙烯供水管道力学特性分析

    胡群芳;苏展;刘宸硕;黄磊;臧鹏;

    随着国家的大力推动,城市综合管廊的建设不断加快,针对综合管廊内供水管道的力学性能研究迫切且必要。综合管廊环境下的聚乙烯管道失效模式与传统的埋地聚乙烯管道失效模式存在显著差异,在综合管廊环境中,廊体结构能够有效承担第三方施工荷载并通过能量耗散机制传递至管道,这使得第三方施工不再是聚乙烯管道破坏的主要原因,综合管廊空间限制导致的支座施工误差成为了影响聚乙烯管道结构安全的主要因素。因此,采用有限元模拟方法,通过模拟支座位移加载的方式,研究了热熔接口聚乙烯供水管道在不同支座位移下的应力分布和变形情况,并以材料屈服作为失效准则,评估了管道的抗支座位移能力。该研究成果为城市综合管廊中聚乙烯供水管道的选用和设计提供了重要的理论依据,特别是在管径选择和支座布置方面,具有重要的工程应用价值。

    2025年08期 v.43;No.275 178-182+201页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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  • 雨污分流改造规划设计思路与方法研究

    唐磊;程小文;芮文武;张锦森;

    简要评述了我国城市在推进合流制系统雨污分流改造过程中存在的误区、问题和困境,提出了符合我国实际的合流制系统改造原则和思路,系统梳理了雨污分流改造的主要方式及其优势和弊端,概括总结了城区、片区、地块3个不同尺度下雨污分流改造的模式和规划设计要点,可为我国城市科学编制雨污分流改造规划设计方案提供参考。主要结论包括:城区尺度雨污分流改造的关键是在全面调查的基础上科学编制城市合流管网改造实施方案,明确总体和阶段改造目标、年度实施计划及改造任务;片区尺度雨污分流改造的关键是做好市政和地块管线的统筹衔接和混错接点的改造,确保各阶段、各局部改造既符合远期改造方案又能有效发挥工程效益;地块尺度雨污分流改造的关键是建设彻底的雨污分流系统并因地制宜实施源头海绵设施建设。

    2025年08期 v.43;No.275 183-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K]
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  • “一网监管”数字化平台在污水管网隐患排查中的应用

    钱雯婷;周苗苗;金洛楠;熊婧慧;

    为应对城市化进程中城镇污水管网逐渐老化、恶化等问题,浙江省启动城镇污水管网提升改造行动,全面开展污水管网隐患排查,但隐患排查检测成果目前主要以文字报告等静态形式存储,无法满足污水管网动态更新的要求。为突破静态数据管理瓶颈,以浙江省某市域范围内高铁新城片区作为试点片区,构建了基于GIS技术的污水管网更新改造管理系统平台。平台通过对各地污水管网排查数据调度表进行结构化导入,实现全省污水管网排查进展“一屏管”;通过对隐患排查成果数据统一入库管理,实现隐患问题“一屏显”;通过跟踪隐患整改进程,实现处置闭环“一屏督”。从而强化污水管网动态监管,并对以数字化平台推动污水管网智能化和常态化监管提出了工作展望。

    2025年08期 v.43;No.275 193-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]
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  • 地震次生火灾场景下供水管网抗震可靠性研究

    兰荣一;蒋姗;

    为评估城市供水管网在地震次生火灾场景下的服务功能与消防保障能力,建立了城市尺度的考虑区域次生火灾风险差异性的供水管网抗震可靠性评估模型。给出了依据火灾危险性的城市区域划分标准与区域次生火灾概率计算方法,依托区域次生火灾概率与地震次生火灾回归分析模型生成地震次生火灾场景,基于WNTR对叠加额外消防流量的带漏供水管网进行水力计算,得到管网消防与服务可靠性指标。将该模型应用于我国华北地区某城市,研究结果表明:在设定地震下,管网破坏与地震次生火灾对管网服务可靠性影响程度接近,二者同时作用时较仅考虑管网破坏管网服务可靠性额外降低25.3%;管网破坏导致管网消防可靠性下降约26.6%。

    2025年08期 v.43;No.275 202-210+217页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 定值温度循环作用引起的UPVC管材力学性能退化研究

    周鹏程;王勇奇;周晓亚;刘志强;

    以UPVC管材为研究对象,探讨定值温度下循环次数对该管材力学性能的影响。通过开展20~40℃、20~60℃、20~80℃、20~100℃4种温度区间和不同循环次数下的UPVC管材强度试验,对试样屈服强度、断裂应变、弹性模量等参数进行分析,得到UPVC管材各类力学性能退化规律。结果表明,在定值温度循环作用下,随着循环次数增加,UPVC管材的屈服强度逐渐降低,断裂应变和弹性模量也逐渐减小;在指定温度区间下,UPVC管材的真实应力-应变关系受到循环次数的影响,随着循环次数增加,最大真实应力和断裂时刻的真实应变逐渐减小;随着循环次数增加,应力和应变参数逐渐减小,说明UPVC管材的强度和硬度以及塑性和韧性均逐渐降低。

    2025年08期 v.43;No.275 211-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 扶壁柱及腋角技术在污水处理厂结构改造中的应用

    李挺;徐振军;贾相财;杨明宇;刘庆晨;宋磊;

    在我国,随着污水处理要求的不断提高,既有污水处理设施改造工作面临着工艺调整与结构适配的双重挑战。在结构改造方面,对原钢筋混凝土池壁加固成为一种常见且有效的方案。结合实际案例,针对利旧池壁的加固展开了多方案比选,在充分考虑结构受力、施工难度、成本等因素后,最终确定扶壁柱和冠梁加固的方案;通过研究扶壁柱的布置方式,建立多模型方案进行分析比较,确定了最优的布置间距及截面形式;对于现状池壁的堵漏及结构补强,同样经过方案比选,采用增设梯形腋角的方式。经工程实践验证,该改造方案不仅能节省土建成本,还提高了改造后池体的结构安全性,为类似项目提供了参考。

    2025年08期 v.43;No.275 218-223+239页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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暖通与环境

  • 基于文献计量学的市政污泥资源化处理领域研究进展

    沈博峰;祝海玲;刁静茹;张驰;

    为探究市政污泥资源化处理领域研究进展,筛选了WOS数据库2008—2024年700余篇期刊论文进行可视化分析。利用CiteSpace等可视化软件绘制了发文量、国家合作、机构合作、关键词突现等科学知识图谱。研究结果表明:该领域的研究呈阶梯式稳步增长态势,演进轨迹与政策导向紧密关联;中国、美国等核心国家为该领域成果输出大国,以中国科学院为首的机构同其他国家主要研究机构形成密集合作网络;环境科学为发文量最多的学科领域。当前研究热点聚焦四大主要技术路径:通过生物转化实现土壤改良功能重构的生态化利用、针对氮磷等营养元素的定向提取与高值转化、制备环保材料、基于热转化技术的能源化利用。未来需强化技术体系整合创新与加强标准规范体系建设,推动市政污泥资源化处理向系统性、安全性、经济性并重的模式转型升级。

    2025年08期 v.43;No.275 224-231+264页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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材料

  • 温拌反应再生SBS改性沥青混合料路用性能研究

    崔传志;徐雄;

    废旧SBS改性沥青混合料的低碳高质高效再生利用是道路工程领域的重大前沿课题,其性能恢复与工程适用性提升仍是亟待突破的技术瓶颈。针对传统废旧SBS改性沥青混合料再生工艺中存在的性能短板,开发了一种新型复合温拌再生技术,通过功能性配伍低黏性糠醛油、反应性聚合MDI与防老剂RD,制备出具有协同增强效益的温拌反应再生剂,以实现温拌反应再生SBS改性沥青混合料的应用。结果表明:传统糠醛油再生剂虽能部分恢复混合料的基本路用性能,但在抗车辙、抗冻融等关键指标提升上存在局限。基于聚合MDI构建的温拌反应再生体系通过异氰酸酯基团与老化沥青组分的化学交联反应,形成三维弹性网络结构,显著提升了材料的综合性能。当质量比优化为聚合MDI∶糠醛油∶防老剂RD=15∶70∶15和20∶65∶15时,所制备的温拌反应再生剂可同步优化高温抗变形性(车辙深度较质量比为0∶85∶15时分别降低了40.2%和46.9%,动稳定度分别提升了72.7%和93.2%)、低温抗裂性(最大弯拉应变较质量比为0∶85∶15时分别降低了11.7%和15.8%,最大弯拉强度提升了57.7%和63.4%)与水稳定性(浸水残留马歇尔稳定度和冻融劈裂强度比>90%)。该研究为废旧SBS改性沥青混合料的低碳高效再生提供了创新性的解决方案,具有显著的工程应用价值。

    2025年08期 v.43;No.275 232-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
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  • 强风化片麻岩用于路基填料的性能研究

    罗来柱;杨华飞;朱峰;安刚建;杜美;金唤雨;万宁;刘振英;刘奎新;

    该研究针对强风化片麻岩路基材料性能优化问题,采用黏土复合改性方法,系统研究了不同级配比例(黏土掺量0%~20%)对混合料工程特性的影响规律。通过击实试验、承载比(CBR)试验、回弹模量试验及X射线衍射(XRD)物相分析等手段,揭示了黏土改性机制与工程性能提升的内在关联。结果表明:当黏土掺量为10%(A2试样)时,混合料的综合性能最佳;在93%压实度条件下,其CBR值为22.4%,较未掺加黏土的A0试样提高了43.8%;在96%压实度条件下,其回弹模量均超过30 MPa。性能提升的主要原因是强风化片麻岩中石英和云母的骨架结构在掺入黏土后,通过黏土矿物的离子交换作用增强了颗粒间结合力,使得A2试样的最佳含水量达到4.4%,最大干密度提升至2.267 g/cm~3。研究成果可为强风化片麻岩的资源化利用提供理论支撑和工程优化方案。

    2025年08期 v.43;No.275 240-246+256页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
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  • 沥青混合料孔隙微观结构CT扫描定量表征方法

    钱治杭;宋怡倩;王清平;黄强;阳恩慧;

    该研究旨在利用工业CT扫描技术对沥青混合料的孔隙空间进行三维可视化表征,以丰富数字扫描技术在沥青混凝土路面微观结构定量表征中的应用。通过对试件的连通孔隙率、孔隙半径、喉道半径、喉道长度及配位数等微观结构参数进行定量计算和相关性分析,得到以下结果:5个SMA-13试件沿Z方向的孔隙率相较于沿X、Y方向表现出更小的波动性;整体孔隙率的分类对比中,连通孔隙占总孔隙比例的平均值为71%,非连通孔隙占总孔隙比例的平均值为29%;连通孔隙率与连通孔隙数量、喉道数量呈高度线性正相关,皮尔逊相关系数分别为0.891和0.865;最主要配位数与喉道平均半径呈中度线性相关,相关系数为0.777;定量分析孔隙体积、孔隙表面积、孔隙等效半径、孔隙深度及孔隙配位数之间的相关性,发现连通孔隙相较于全部孔隙参数相关性提高了2.99%~44.23%,更能反映沥青混合料孔隙的性质。该研究成功实现了对沥青混合料孔隙空间的三维可视化表征及微观结构参数的定量分析,揭示了孔隙结构的分布特征及参数间的相关性,确定了连通孔隙对于沥青混合料的重要性,为沥青混合料性能评估和设计优化提供了重要依据。

    2025年08期 v.43;No.275 247-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 694K]
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  • 基于流变学的层状硅酸盐改性沥青抗紫外老化效果研究

    郭猛;王露露;管明阳;

    为提高沥青路面的抗紫外老化性能,系统探究了有机膨润土、蒙脱土、水滑石及蛭石4种层状硅酸盐对沥青高温性能、低温性能及黏弹特性的影响。通过熔融共混法制备了层状硅酸盐改性沥青,模拟北京地区紫外辐射条件,结合动态剪切流变仪测试了层状硅酸盐改性沥青的车辙因子、复数模量、蠕变劲度模量和蠕变速率,并利用扫描电子显微镜(SEM)分析了层状硅酸盐与沥青的相容状态。结果表明,层状硅酸盐以片状或颗粒形式均匀嵌入沥青基体,界面结合紧密,无明显团聚。紫外老化后,水滑石改性沥青的抗紫外老化效果最佳,其基于高温性能的抗老化指数为0.63,基于黏弹特性的抗老化指数为0.42,基于低温性能的抗老化指数为0.71,显著优于其他层状硅酸盐改性沥青。该研究揭示了层状硅酸盐的改性效果与机制,为开发高性能抗紫外老化沥青材料提供了理论与技术支撑。

    2025年08期 v.43;No.275 257-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • SZY01~SZY05系列固化剂固化建筑渣土试验研究

    史达;李佩;李世元;

    随着北京地区建筑渣土产生量的日益增加,其引发的环境污染问题也愈发严峻。大量的建筑渣土若采用传统的堆积填埋方式处理,不仅占用土地资源,还会对周边环境造成污染。为解决这一问题,采用自制的SZY01~SZY05系列固化剂对北京地区的建筑渣土进行了固化处理,并通过无侧限抗压强度试验和扩展度试验,研究了不同固化剂种类和掺量对固化效果的影响。结果表明,建筑渣土与固化剂适配性良好,固化后其最大无侧限抗压强度可达7.2 MPa,最大扩展度可达350 mm,满足工程应用要求;固化剂能够有效激发建筑渣土的活性组分,使其流态固化性能达到与素土相当的水平。建筑渣土流态固化处理技术能够有效减少建筑垃圾堆积填埋量,实现资源循环利用,符合可持续发展要求,具有显著的经济效益与社会效益,是未来发展的方向。

    2025年08期 v.43;No.275 265-270页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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工程管理

  • 精细化管理背景下市政设施管养路径探索

    白旭亮;李刚;

    以H市为研究对象,深入剖析市政设施管养现状及存在问题,涵盖管养观念落后、体制机制不够健全、养护不够规范、缺乏系统性考虑,以及信息化、数字化、智慧化管理不足等方面。通过分析上海、西安、太原等城市的运行案例,总结经验与教训。在此基础上,提出解决思路及路径,包括准确把握精细化管理内涵、完善管养体制建设、落实资金保障、建立长效管理机制(包括制度化、标准化、智能化和长效性保障体系建设),旨在探索适合H市的市场化管养运行模式,提升市政设施管养效率、质量与现代化水平,推动城市管理高质量发展。

    2025年08期 v.43;No.275 271-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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