重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于吊索重要性的大跨度悬索桥冗余度分析

朱劲松1,2，王洋1

2017, 36(7): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.01

摘要 ( )

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为分析悬索桥运营期间不同吊索的失效对悬索桥冗余度的影响，以某在建大跨度悬索桥为计算实例，利用悬索桥吊索失效前后整体结构的应变能变化，确定吊索的重要性系数。依据重要性系数对吊索进行失效组合，确定组合构件的失效情况，对各类最不利损伤状况的悬索桥冗余度进行定量计算，并结合损伤结构的应力增量，提出基于吊索重要性系数的悬索桥冗余度分析方法。结果表明：越靠近跨中的吊索失效对悬索桥的冗余度影响越大，对重要性系数较大的吊索进行组合失效状况模拟，发现当冗余度小于0.201时，桥梁的应力变化巨大，且有发生整体倒塌的趋势，不再适于继续承受荷载。

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考虑界面效应的钢-混凝土组合结构有限元模拟方法

范亮1，李笑1，何骏2

2017, 36(7): 8-14. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.02

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鉴于钢-混凝土接触界面剪切力传递问题的复杂性，当前对钢-混凝土组合结构有限元模拟方法多样，但大部分或过于复杂技术难度大，或过于经验化需要依赖大量的试验结果确定参数。考虑实用性和精确性相结合的理念，提出一种采用特定超弹性界面虚拟单元的钢箱混凝土组合结构有限元模拟方法，同时该方法建议混凝土采用混凝土塑性损伤模型。将该方法应用于某组合结构剪力键推出试验模拟中，对其力学性能及界面剪切力的发展全过程进行数值模拟。结果表明该界面模拟方法使用方便、结果可靠，适用于钢箱混凝土组合结构考虑界面黏结滑移效应的有限元模拟中。

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偏心布筋曲梁振动微分方程推导和求解

何文正1, 陈晨2, 李鹏程3, 文竞舟4

2017, 36(7): 15-20. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.03

摘要 ( )

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为研究预应力筋偏心距和半径等参数对曲梁振动特性的影响，以自由振动状态下的曲梁微段为研究对象，考虑偏心布筋产生的初始曲率对振动的影响，推导了偏心布筋曲梁振动偏微分方程，并求解方程得到了简支曲梁面内振动1阶频率理论计算公式；最后通过实例分析验证了所提理论公式的正确性。

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黄土隧洞变形及稳定性分析

冯兴1，姚仰平2，霍海峰1

2017, 36(7): 21-29. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.04

摘要 ( )

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以黄土隧洞的应力变形及稳定性分析为研究目标，首先基于考虑黏聚力c值的SMP准则，对原UH模型进行改进，建立了考虑c值的UH模型，使得UH模型能够用于隧洞开挖等问题的分析；然后应用半隐式回映算法对应力进行更新，采用Newton-Raphson算法进行非线性问题的解答，编制了考虑c值UH模型的有限元程序，并将初始超固结比OCR作为参数引入到有限元程序中；进而对一无衬砌黄土隧洞进行了三维有限元分析，比较分析了应用原UH模型、考虑c值的UH模型和Mohr-Coulomb模型计算得到隧洞周围土体的位移。说明了应用考虑c值的UH模型进行隧洞计算分析的合理性，得出了隧洞周围土体的位移变化规律，并应用考虑c值的UH模型研究了隧洞周围土体的应力应变规律，而且应用有限元强度折减法，对隧洞的安全稳定性进行了分析，研究了超固结比与安全稳定性的关系。

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非黏轮改性硬质乳化沥青性能评价

赵阳1，周启伟2，王庆珍3，王民2，刘玉恒4

2017, 36(7): 30-32. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.05

摘要 ( )

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针对传统乳化沥青在施工中产生的黏轮、黏聚性不足的缺陷，采用高黏度、高软化点的30号沥青，成功研发制备出了具有不黏轮功能的改性硬质乳化沥青。从定性、定量的角度提出乳化沥青黏附检测试验，确立了黏附率作为黏轮控制指标。试验表明：研发的非黏轮改性硬质乳化沥青黏轮效果大大降低，且层间黏聚性优于普通乳化沥青和SBR改性乳化沥青，具有实际工程运用的价值。

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基于双轴加速加载试验的沥青路面车辙预测模型

胡朋，张小宁

2017, 36(7): 33-38. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.06

摘要 ( )

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为研究重载交通作用下沥青路面车辙变化规律，铺筑了室内沥青混凝土面层水泥稳定碎石基层的试验路。在室内常温加载和路面加热至42 ℃两种工况下，利用自主研发的加速加载设备进行双轴加速加载试验，试验过程中对温度、车辙和应变进行监测，依据车辙变化规律建立了轴重160 kN双轴双轮加载条件下沥青混凝土路面车辙预测模型。研究结果表明：双轴双轮组加载时同样加载次数条件下车辙深度大于单轴加载车辙深度，所建立的模型更适合当前道路交通情况。通过对比分析验证了该模型的正确性。

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基于容差PR曲线的路面裂缝识别算法性能评价机制

彭博1, 姬然2

2017, 36(7): 39-45. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.07

摘要 ( )

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为了客观合理地评价路面裂缝图识别算法的性能，提出了基于容差PR曲线的算法性能评价机制。首先，建立路面裂缝图像基准库，为裂缝识别算法性能评价提供统一规范的测试图像；其次，提出考虑容差的准确率-召回率和F1值计算方法，作为算法性能的衡量指标；然后，提出裂缝识别算法的PR曲线评价方法；最后，以两套裂缝识别算法为例进行PR曲线性能评价分析。结果表明：PR曲线评价机制确立了统一的基准测试图像、衡量指标及评价方法，能评价无参数、具有1个或多个参数的裂缝识别算法的性能(包括准确率-召回率、F1值及算法稳定性)，有助于进行算法性能评价与改进。

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大准铁路填方路基不均匀沉降数值分析

孙书伟，闫亚涛，孙玉贵，赵甫

2017, 36(7): 46-50. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.08

摘要 ( )

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以大准铁路项目为依托，选取K36+480处填方路基，基于有限差分软件FLAC 3D软件，采用三维简化模型，讨论了列车荷载、填土压实系数、路基填土层或下卧层弹性模量对路基不均匀沉降的影响。结果表明：列车荷载作用使得路基中心处和边缘处之间的沉降差加大，进而导致路基表面不平整，产生不均匀沉降；不同压实系数路基填土沉降趋势大致相同，路基的稳定性和坚固性随压实系数的增大而增加；路基填土层或下卧层（黄土）弹性模量差异会引起路基的不均匀沉降，当其达到一定值时，对路基沉降影响不大。

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富水填土区基坑开挖引起的地表沉降研究

靳晓光1,2，侯晓鹤1,2，孙志岗1,2，张浩凌1,2

2017, 36(7): 51-57. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.09

摘要 ( )

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探讨了地下水渗流作用下填土区基坑开挖引起的周围地表沉降估算方法，推导了基坑开挖引起的地表沉降计算公式；结合富水填土区轨道交通区间深基坑开挖工程实例，对基坑周围地表沉降进行了理论分析和数值模拟研究。结果表明：地下水渗流是引起基坑周围地表沉降的重要原因之一。该方法实用性及可靠性较好，是类似地质环境条件下一种较好的地面沉降估算方法。

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长河段河床纵剖面分形特征研究

倪志辉1,2，王伟1，吴立春3

2017, 36(7): 58-65. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.10

摘要 ( )

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以长江干流水富至朱沱段为研究对象，建立一维非恒定分形数学模型，将研究河段分作3段，以岷江、沱江汇流口作为分界，计算各分段河道纵剖面分维数。研究表明：纵剖面分维数呈二阶分维特性，且整体分维数小于分段分维数；整体分维数不等于各分段分维数算术平均值；纵剖面分维数随流量增大而不断减小；各分段河道纵坡降随纵剖面分形维数的变化形态类似波形。

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考虑尺寸的三维胶结颗粒法向接触强度估算公式

刘芳1,2,3，周向楠2,3，蒋明镜1,2,3

2017, 36(7): 66-72. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.11

摘要 ( )

PDF(3935KB) ( )

粒间胶结的存在导致天然结构性土体具有独特的宏观变形和强度特性。为了研究法向加载条件下三维胶结颗粒的接触破坏规律及尺寸效应，采用有限元法模拟了理想球形胶结颗粒的法向接触力学试验，并将有限元与离散元的模拟结果进行了对比，分析了不同直径比和厚宽比情况下胶结颗粒抗拉压强度的变化规律，得到了胶结颗粒法向接触强度与胶结尺寸参数的定量关系。结果表明：胶结物的直径比和厚宽比显著影响胶结颗粒法向抗压强度，厚宽比占主导作用，抗压强度随着厚宽比增加显著降低；但胶结颗粒抗拉强度的尺寸效应不显著。

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南水北调工程航运开发中关键问题分析

谭彬

2017, 36(7): 73-76. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.12

摘要 ( )

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根据南水北调工程的现状，就南水北调工程航运开发中的关键问题进行了如下探讨：①保证航运开发所必需的充足水量，以及南水北调工程中对调出长江水的有效补充，是南水北调工程航运开发必须要解决的问题。②南水北调工程航运开发采用标准化船型，既可以提升优势产品，又提高批量生产和管理能力；即可以大量节约成本，又能将船舶及船员产生的有关污染彻底纳入可控范围以内。采用标准化船型可有效保证所谓水质没有变化。③南水北调中线和东线航运线路必须穿越黄河，如何适应黄河复杂多变的河道状况，是必须面对的问题。

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石灰岩断口细观复杂程度的分形几何学分析

刘传孝1，王龙2，张晓雷1，李茂桐1，周桐1

2017, 36(7): 77-82. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.13

摘要 ( )

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对石灰岩进行实验室内单轴、三轴压缩试验，得到应力-应变时间序列及岩石损伤破坏实验断口；对不同围压条件下压缩破坏的实验断口进行扫描电镜取像实验，计算石灰岩断口细观尺度下的分数维，以定量追溯其损伤破坏特征。得到围压提高后（< 20 MPa）的压缩破坏过程趋向复杂、岩石破坏断口分数维增大的一般规律；当围压增加到岩石单轴抗压强度约2/3时，高围压引发的径向新损伤主导了后期压缩过程，致使最终破坏原因趋于简单，岩石破坏断口分数维降至最低。在连续损伤力学的基本关系式中引入分数维约化指标，构建了描述石灰岩细观破坏特征的分形损伤统计模型。同应力-应变关系的实验结果比较，表明分形损伤理论模型符合实验关系曲线，能理想地反映石灰岩三轴压缩实验结果的应变软化特性，是对岩石细观损伤破坏特征的有益探讨。

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基于模糊信息粒与SVM的道路交通状态波动分析

陆百川1,2,李晓璐1,郭桂林1,黄梨力1

2017, 36(7): 83-89. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.14

摘要 ( )

PDF(3256KB) ( )

为分析道路交通状态波动范围，提出了一种基于模糊信息粒化与支持向量机组合预测的建模方法。分析了道路交通状态波动特点和交通参数选择原则，以模糊理论和时间序列预测为基础，通过模糊信息粒以15 min时间窗将样本数据模糊化，得到Low、R、Up这3组时间序列；并利用支持向量机模型分别对其进行预测，获得道路交通状态的波动范围与变化趋势。实例分析时，在验证数据采集路段属性相近的前提下，用该组合模型对早、晚高峰和平峰等3个时段的交通波动状态进行验证，验证结果有较高精度，能有效预测交通状态波动情况。

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京通快速公交专用道时段设置优化研究

陈艳艳1，赵晋1，赖见辉1，熊杰1，黄林军2

2017, 36(7): 90-95. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.15

摘要 ( )

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从海量公交IC卡（Integrated Circuit Card）数据客流特征分析出发，发现了京通快速公交专用道设置时段并没有充分满足公交客流高峰需求的现状。在此基础上提出总行程时间指标，并对京通快速通道进行现状评价，同时对延长公交专用道设置时段之后的方案进行仿真模拟评价。研究表明：随着公交专用道时间的延长，整体客流通行效率提高，最佳延长时间为1 h。最后根据研究结果提出公交专用道时段设置时的注意原则与方法。

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高速公路旧立柱改造方案防撞性能实验评估

李霞，杨怀军，崔洪军，田远，赵志强

2017, 36(7): 96-100. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.16

摘要 ( )

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改扩建中旧规范护栏立柱的防撞性能不满足现行规范要求，从提高立柱的抗弯与抗拔性能两方面提出了旧规范立柱升级改造设计方案；该方案将地面以下立柱内部土体清除，并填充钢筋混凝土，通过力学计算，分析了立柱的抗弯与抗拔的受力特征，确定了立柱内填充混凝土合理深度和高度；通过对旧规范立柱、现行规范立柱与升级改造立柱的抗弯静载、抗弯拟动载、摆锤冲击实验与抗拔拟动载现场实验，研究了立柱的抗弯与抗拉性能。研究表明：旧规范立柱的防撞性能经此升级改造方案后满足现行规范的设计要求。

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居民出行成本影响因素的改进解释结构模型研究

章锡俏，袁亚龙，孙志超

2017, 36(7): 101-105. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.17

摘要 ( )

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出行成本作为交通管理者调整居民出行结构的一项经济杠杆，在交通需求管理中发挥重要作用。从系统科学的思维角度和理论出发，在界定影响居民出行成本的10项影响因素的基础上，通过改进的解释结构模型得到影响因素之间的主次关系与层级关系。结合改进的解释结构模型的分析结果，将影响居民出行成本的因素分为可量化的硬性因素与心理感知的软性因素，加深了对于居民出行成本影响因素之间关系的理解。最后根据因素间的递阶关系有向图，给出了调整居民出行成本，优化交通结构的建议。

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青藏高原双车道事故严重程度预测模型的建立

孙小端，侯洋洋，贺玉龙，冯丙丙

2017, 36(7): 106-110. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.18

摘要 ( )

PDF(1324KB) ( )

分析了青藏高原地区的交通事故数据，发现大部分交通事故都是死伤人数较高的事故，即死伤事故占比较大。将事故严重程度作为因变量，选取海拔、氧含量、天气、事故地点的线形、事故地点的环境、肇事车辆的类型、交通量、大车比例、大小车的速度差等9个因素作为自变量，建立了累积Logistic回归预测模型，研究了影响高原地区交通事故严重程度的因素。结果表明：海拔、大车比例、交通量、肇事车辆类型和大小车的速度差与交通事故严重程度有显著的相关性。预测模型的建立能够为相关公路管理部门制定安全措施提供理论依据。

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强制性与半强制性减速带效用模型拟合及验证

林培群，雷永巍，顾玉牧

2017, 36(7): 111-116. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.19

摘要 ( )

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观测并定量分析了车辆通过强制性减速带与半强制性减速带的速度；建立了双车道橡胶减速带速度与距离二次多项式模型，及双向八车道半强制性减速带速度与距离指数型函数模型，描述了速度控制设施的减速效用；并对模型的可靠性和有效性进行了验证。结果表明：研究的强制性和半强制性减速带均适合于同等路况及同类型减速带设置的情况。

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SMA-电机复合驱动仿生肘关节的控制策略与仿真

罗天洪，郭园，梁爽，李会兰，李乔易

2017, 36(7): 117-122. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.07.20

摘要 ( )

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针对SMA-电机复合驱动仿生肘关节控制非线性、时变、温度滞后等特点，提出了一种双输入-四输出的模糊控制算法，建立模糊PID自适应控制模型，求解复合驱动仿生肘关节在阶跃响应及理论轨迹下的动作状态，得到了仿生肘关节旋转和俯仰运动的位姿、角速度跟踪图谱。实验证明：设计的双输入-四输出的模糊PID自适应控制算法具有超调量小、系统鲁棒性高、响应速度快的特点，可以实现SMA-电机复合驱动仿生肘关节的精准位姿控制。

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