为探究限制性桥区水域的航道服务水平，提升航运业通航效率及经济效益，选取元胞自动机动力学模型对限制性桥区水域的航道及其临近水域航道进行了建模仿真。将航道分为限制性桥区水域航道、非限制性桥区水域航道，并分别设置元胞演化规则；利用元胞自动机能高效地完成复杂系统初始状态预设及演化规则设置；通过Python编程语言，以沪苏通长江公铁大桥的限制性桥区水域为例进行仿真分析，得到了该水域航道的饱和度和航道服务水平。研究结果表明：该航道饱和度随时间变化特征较为明显；试验模型对真实环境中的交通流特征模拟较为准确；在特定条件下可根据该仿真模型对限制性桥区水域航道服务水平进行有效评估。

为了确定大直径盾构隧道地层改良和管线加固最优方案，采用数字地震仪微动检测技术对加固区地层分布和密实度进行了综合分析，同时引入单位掘进能耗技术指标对各加固方案的施工效率进行评价，并通过数值模拟研究了不同加固方案下，盾构掘进时地层孔隙应力的扰动情况和不同加固方法对控制渗流扰动的控制效果，研究结果表明：工法桩加固由于未加固浅层土体，对管线沉降的控制效果最差，袖阀管次之，组合注浆加固则能显著提升对管线沉降的控制效果;通过微动探测可知，袖阀管注浆对浅层黏土地层填充效果较好，MJS工法桩则能有效弥补袖阀管注浆加固的不足，对碎石夹黏性土层与下部粉砂岩层的适应性较好，能有效加强地层密实度，减少渗透系数;分析加固前后的盾构施工效率变化可知，袖阀管加固段的地层均匀性较差，单位能耗、地层实际损失值波动较大，MJS注浆加固后的地层密实度较高、均匀性较好，该加固区工作面也较为稳定，有利于控制地表沉降与隧道轴线偏差。

近年来由于河道采沙以及洪水灾害等原因，桥址处局部冲刷发展非常剧烈，极易对灾害地区的桥梁桩基础造成冲刷破坏。采用有限元迭代计算开发了桥梁桩基在冲刷作用和车辆荷载耦合作用下承载能力的快速评估方法。首先，基于混凝土本构曲线，采用考虑冲刷坑形态及应力历史的改进p-y曲线来模拟桩基与土体的相互作用。随后，基于墩顶处荷载位移曲线分别采用容许应力法和极限弯矩法分别计算在冲刷与车辆荷载共同作用下桥梁桩基的承载能力。最后，采用有限元软件ABAQUS建立了桥梁下部结构单柱墩实体模型和土体模型验证该方法的准确性。结果表明：当冲刷深度为0%~33%桩长时，桥梁桩基极限荷载值急速下降；当冲刷深度大于33%桩长时，极限荷载值下降趋势减缓，渐渐趋于平稳。

针对绝缘子多缺陷检测易发生漏检、错检以及误检等问题。提出一种基于改进YOLOv8算法的IND-YOLO绝缘子缺陷检测算法。通过结合可变形卷积Dcnv2和网络中的C2f结构，可降低算法参数并更注重绝缘子缺陷多变的特征。采用CA(coord attention)注意力机制提升对感兴趣区域的特征提取能力。考虑到模型检测小目标缺陷能力不足的情况，IND-YOLO算法增加了浅层输出。利用Siou损失函数加快模型收敛速度。实验结果表明:该模型检测平均精度Map@50达到0.943，较基准模型提升了5.6%，F1分数（F1score）达到0.92，较YOLOv8算法提升了4.6%，且检测速度FPS可以达到62帧/s。该模型的提出在绝缘子多缺陷检测中具有较广泛的应用前景。

桩基础桥梁的主要病害为因基础冲刷导致桩土作用高度减小，使桩基承载能力降低。传统冲刷数值模型中，假定上游河床泥沙未启动，水流保持清澈无泥沙，忽略了实际浑水环境下悬移质对冲刷深度的影响。为预测浑水环境下桥梁水下基础冲刷演变，基于流体力学方法，采用系列模型延伸法，结合泥沙起动、输运理论构建立多相流动床冲刷数值计算模型，与Melville经典冲刷试验对比，验证了数值模型的准确性。以某座典型的桩基础桥梁作为研究对象，预测桥梁基础局部冲刷深度变化及最终平衡冲刷深度，并与经验公式和实地扫测结果进行对比。研究结果表明：规范采用经验公式对冲刷深度计算较为保守，笔者提出的多相流基础动床冲刷演变模拟方法可以提供更准确的冲深预测，与实地扫测结果更为接近。

为研究缩尺效应对粗粒料抗剪强度的表现形式并探讨缩尺效应的消除方法，对砂卵砾石料和堆石料进行了大型固结排水（CD）三轴试验。首先，由于受仪器尺寸的限制，分别采用等效替换法和混合法将砂卵砾石料和堆石料进行缩尺，使其缩尺后试样颗粒最大粒径dM分别达到10、20、40、60 mm。试验结果表明：dM对粗粒料抗剪强度参数表观凝聚力c以及有效内摩擦角φ′有重要影响，随着dM的增加，c以及φ′逐渐减少，并且c与dM以及φ′与dM关系曲线均可用对数函数表示。然后，根据c与dM以及φ′与dM关系得到了抗剪强度与dM的关系式，该关系式可较为简单地预测原级配粗粒料抗剪强度。最后，推导了预测原级配粗粒料抗剪强度的估算公式，验证了该公式的可靠性，结合抗剪强度与dM的关系式互相证明了2个公式均能较为准确地预测原级配粗粒料抗剪强度，从而提出缩尺效应对粗粒料抗剪强度影响的消除方法。

为了准确评估温拌再生融合技术的环境效益，基于生命周期法确定路面建设期间环境效益的边界范围，建立碳排放计算模型。通过现场调查及数据分析，运用模型分别计算温拌再生技术与热拌技术的能耗及温室气体排放。最终对比分析了温拌再生融合技术的节能减排效益。结果表明：温拌再生路面施工过程中，原材料生产能耗324.47 MJ，温室气体排放为19.65 kg CO2e，混合料拌和能耗为217.28 MJ，温室气体排放为18.15 kg CO2e。与热拌技术相比，温拌再生融合技术在混合料拌和阶段能耗和温室气体排放都有减少，RAP掺量为40%时，温拌再生路面建设期能耗节约33.33%，CO2排放降低20.11%。

根据山区高速公路填石路基的填料特性，采用室内试验和数值模拟相结合的方法确定现场填料细观参数，通过离散元软件进行振动压实模拟，分析各碾压参数对路基压实的影响效应，结合灌水法测试结果探究适用于山区填石路基压实质量的快速检测方法。结果表明：填石路基在振动压实过程中颗粒间力链体系是一个不断打破又重新建立的动态过程，整个路基结构由大粒径骨料颗粒间的接触形成强力链；建议采用振动频率28 Hz、激振力400 kN、振幅1.0 mm的碾压参数组合，该组合下压实效率和质量较优；得出山区大粒径填料填石路基密实度与重型动力触探的贯入度呈负相关关系，重型动力触探可作为快速检测技术用于大粒径填石路基的压实度检测；通过在填石路基内部埋设传感器的方法对其服役性能进行长期监测和感知，结果表明：路基沉降速率约为0.5 mm/d，未出现不均匀沉降；土压力在工后70 d左右达到峰值并处于稳定状态；边坡水平位移最大值为7 mm；各监测指标在监测期内均未达到设置预警值，验证了提出的适用于山区高速公路填石路基碾压参数组合和重型动力触探压实质量控制技术有效、可靠。

为分析强震影响下公路边坡的受损状态，采用无人机对漾濞地震影响区内的震损边坡开展了现场调查。结合电测量法和损伤理论定量地评估了典型震损边坡K70C的损伤状态，并应用网格重构技术和有限元模拟分析了K70C边坡的稳定性。分析结果表明：漾濞地震影响下的大漾云公路沿线震损边坡的失稳模式以牵引式为主；基于土体损伤状态差异，可将K70C边坡划分为碎石土、裂隙土、板岩等3部分，材料损伤因子阈值为0.44；采用强度折减法可知地震扰动后的K70C边坡安全系数为1.105，该状态下的边坡最大塑性应变为0.26，最大临空向位移为0.83 m；K70C边坡在地震影响下内部发育有两个塑性变形区，分别位于边坡顶部深10~20 m处及第2级边坡后缘至第5级边坡坡顶处，经过一个雨季的降雨入渗，K70C再次发生了两次滑坡，滑移特征与有限元分析结果基本一致。

面对复杂场景下车道线检测存在适应性不够，检测精度不足的问题，笔者提出了一种基于实例分割的车道检测与跟踪算法。该算法利用Encoder-Decoder网络模型来执行实例划分，并引入双注意力机制模块（convolutional block attention module， CBAM）提升车道线分割的准确性，获取能有效隔离道路特性与环境干扰的划分图像；最后结合可变透视变换矩阵变换道路图像，采用多项式拟合生成车道线参数方程。研究结果显示：该算法在TuSimple数据集上的检测精度达到96.60%，在CULane数据集上FS1分数达到79.8%；不仅显著提升车道线的分割速度，且在复杂交通环境中有良好的鲁棒性和检测精度。

交通震荡的形成与传播机制受驾驶行为异质性影响显著。通过融合驾驶员反应能力和驾驶行为非对称性双参数改进经典跟驰模型，构建了非对称跟驰模型并对交通震荡微观演化规律进行了揭示。稳定性分析表明：交通流失稳现象出现在特定速度与车头间距参数区间，仿真实验进一步识别出3类震荡触发条件：交通流参数进入理论失稳区间；稳定区间内激进型驾驶员初始车头间距无法匹配速度需求；稳定区间内普通型或保守型驾驶员存在速度-车头间距参数失配。基于速度标准差的量化研究发现：低速状态下保守型驾驶员车队的震荡传播速度比激进型快，车头间距扰动引发的震荡呈凹型增长，而速度扰动导致的增长模式存在驾驶人类型分化——激进型与普通型呈指数增长，保守型则为线性增长。当初始速度与车头间距达到参数匹配状态时，震荡传播被显著抑制甚至阻断。研究建立了驾驶行为特征参数与震荡演化规律的量化映射关系，证实参数匹配可使震荡传播风险降低，为智能网联车辆协同控制策略设计提供了理论支撑，特别是在自适应巡航系统参数优化、混合交通流稳定性提升等领域具有直接应用价值。

为研究高速公路交织区安全换道行为，揭示入口匝道车辆汇合决策行为中潜在的异质交互特性对汇合行为的影响，提出一种考虑混合参数相关性和均值异质性的分组混合参数logit模型，采用NGSIM数据集提取变量进行模型标定，结合边际效应量化分析了各变量对汇合决策的影响。研究表明：相较于常规分组混合参数logit模型、仅对混合参数相关性加以处理的分组混合参数logit模型以及仅探究均值异质现象的分组混合参数logit模型，综合考量混合参数相关性与均值异质性的分组混合参数logit模型在对数据的拟合性能上展现出显著更优的效果。提出的模型捕捉到了2个显著的混合参数，且目标车道中的前车和后车之间的纵向距离差的混合参数均值会随着汇入车辆和目标车道前车的速度差的增加而增加，随着汇入车辆和目标车道前车的横向距离差的增加而减小，上述2个混合参数之间存在显著的正相关性，其交互作用会提高汇入车辆驾驶员换道的概率。

面向高速公路改扩建区域场景的安全事件识别方法研究相对薄弱，缺少完整且高效的检测方法。针对高速公路改扩建区域导改点场景的特殊需求，提出一种基于无监督双层stacking框架的安全事件识别模型。该模型旨在提高交通安全事件的自动识别准确率，通过融合Bootstrap重采样技术、多种弱学习器以及XGBoost元学习器，成功地应对改扩建区域内道路线型与交通流状态的变化带来的挑战，在识别发生安全事件时的异常状态方面展现出高精确度和准确率。通过消融试验验证了双层stacking框架各组件的显著作用和整体模型的优势。通过与传统模型（SVM、RF、KNN）进行对比，结果表明，该模型在识别准确率上提升了30%以上，在精确率上提高了7%以上。这一研究不仅为高速公路改扩建区域的交通安全管理提供了一种高效的技术解决方案，也为未来智能交通系统中安全事件识别的研究和应用开辟了新路径。

为了深入分析船体板在复杂荷载条件下的极限承载性能，对船体板在纵向循环载荷和侧压组合作用下的极限强度进行了研究。利用ABAQUS软件进行非线性有限元数值模拟，分析了不同水平侧压对纵向循环载荷作用下船体板极限强度的影响；同时考虑了不同板柔度系数、焊接加工过程产生的焊接残余应力，以及反向加载时钢材的鲍辛格效应。研究结果表明：焊接残余应力对船体板在侧压和纵向循环载荷组合作用下第一次极限状态时的极限强度及塑性屈服分布有显著影响；经过5次循环压缩-拉伸后，仅考虑初始挠度缺陷的船体板剩余极限强度下降了23.77%~39.58%，而考虑完整初始缺陷的船体板剩余极限强度下降了21.82%~36.17%，这表明侧压会削弱焊接残余应力对船体板极限强度的影响；板柔度系数越小，侧压水平的升高对第一次压缩时船体板极限强度的影响越小。

为评价动车组受电弓检测装置防护罩的气动特性与结构强度，针对安装在动车组车顶的防护罩开展流场仿真，得到不同车速及运动方向下的气动载荷，并利用动模型实验平台,测试防护罩在多种速度和加速度运行情况下的压力和气动阻力，验证流场仿真的准确性。将气动载荷和振动载荷作为结构仿真的载荷输入，对防护罩的结构强度进行有限元分析。结果表明：防护罩迎风面压力最大，且中心区域压力大于边缘区域，背风侧气流分离发生回流，压力较小；来流速度为正、负时，带有下部底座安装法兰的防护罩阻力系数分别为0.35、0.32，防护罩本身的阻力系数分别为0.14、0.12；在气动载荷、惯性载荷和冲击载荷作用下，安全系数大于许用系数，防护罩的结构强度满足使用要求。