首页期刊导航|长安大学学报（自然科学版）
期刊信息/Journal information
长安大学学报（自然科学版）
长安大学学报（自然科学版）

马建

双月刊

1671-8879

xuebao@chd.edu.cn

029-82334383

710064

西安市南二环路中段

长安大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Chang'an University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊系中华人民共和国教育部主管，长安大学主办的学术性双月刊，她在中国乃至世界范围内的公路交流科技领域具有广泛的影响，她是中国期刊方阵“双效”期刊，国务院学位委员会、国家教育学位与研究生教育中文重要期刊，《中国核心期刊要目总览》（第三版）鉴定的中国公路运输类核心期刊，EI(Page One数据库)固定刊源，国际道路科研信息（IRRD）书目文献数据库固定刊源，中国道路文献服务中心（CRDS）核心报道期刊，自1981年创刊以来多次获国家交通部和陕西省奖励。本刊以繁荣公路交通科技为己任，促进公路交通科技交流和转化。她主要刊载道路工程、桥梁工程、交通工程、隧道工程、汽车工程、筑路机械、交通控制、交通运输管理、国土资源与环境、建筑工程、基础学科等具有国内先进水平的论文、同时刊载公路交通科技动态方面的简要评述和通讯。主要读者对象为大专院校师生、公路交通科研人员、公路交通管理决策人员、公路交通领域的勘测、设计和施工单位的技术人员，国土资源与环境、建筑工程等领域的科研及工程设计人员。
正式出版
收录年代

    填料颗粒级配对带齿格栅拉拔特性影响的试验

    方薇刘恬王骄沈洪宇...
    1-10页
    查看更多>>摘要：为了研究填料颗粒级配对带齿土工格栅拉拔特性的影响,首先采用标准砂配置级配良好砂、级配不良的粗砂、中砂、细砂4种填料,并用扎带将角铝和土工格栅组装成带齿土工格栅.其中,土工格栅分为双向拉伸塑料土工格栅和聚酯经编土工格栅2种.然后分别将2种带齿土工格栅埋置于含水率为0.5％、压实度为95％的4种砂性填料中,利用YT型土工合成材料直剪拉拔摩擦仪开展不同法向应力(10～60 kPa)和不同齿筋高度(0～10 mm)条件下的拉拔模型试验.研究结果表明:由于带齿双向拉伸塑料土工格栅横肋较厚,当填料粗颗粒含量(质量分数)较多时,模型箱窄缝处砂粒排出不畅,从而可能导致拉拔力-拉拔位移(T-△L)试验曲线出现小幅波动;随着齿筋高度和粗颗粒含量的增加,2种带齿土工格栅的拉拔力、似黏聚力和似摩擦角均有所增大,且其对似黏聚力的影响远大于似摩擦角;颗粒级配和齿筋高度对带齿双向拉伸塑料土工格栅界面似黏聚力的影响远大于带齿聚酯经编土工格栅;2种带齿土工格栅的似摩擦因数均随粗颗粒含量的增多而增大,而拉拔系数与填料粗颗粒含量呈负相关性;在相同工况下,带齿双向拉伸塑料土工格栅的拉拔力、界面剪切参数、似摩擦因数和拉拔系数等特征值均大于带齿聚酯经编土工格栅,故对于砂土来说前者具有更好的加筋效果,采用带齿塑料格栅更能提升界面摩擦特性;在加筋土工程应用中,砂土加筋可优先采用带齿双向拉伸塑料土工格栅.

    道路工程带齿土工格栅拉拔试验界面摩擦特性颗粒级配

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    道路面层/基层废弃材料的三轴剪切试验与本构模型预估优化

    张冰冰宋飞李炜光金生斌...
    11-22页
    查看更多>>摘要：为探究道路工程中老化废弃的面层沥青铣刨料和面基混合铣刨料的工程特性及相适应的预估优化本构模型,推进其在工程中的再应用,借助大型三轴剪切试验系统分别测试围压为100、200、300、400 kPa时,各试验材料强度和变形的变化规律,并对3种试验材料的偏差应力-轴向应变特征及体积应变-轴向应变特性进行分析,在此基础上对材料的抗剪工作机理进行探讨.结合各试验材料的力学工程特性建立面层沥青铣刨料采用Duncan-Chang模型的E-B模型、碎石料和面基混合铣刨料采用Duncan-Chang模型结合P-Z剪胀方程的预估优化模型,进而对试验结果进行验证.研究结果表明:碎石料和面基混合铣刨料试样表现为应变软化特征,面层沥青铣刨料试样呈应变硬化特性,随着围压的不断增加,3种试验材料特性均从脆性转变为延性;不同围压下,面层沥青铣刨料与碎石料的强度差值为15％～21％,碎石料和面基混合铣刨料的强度较为接近(约5％),因此工程中面基混合铣刨料具有替代碎石料的潜质;轴向应变不大于2％时,3种试验材料均表现为剪缩特征,轴向应变大于2％时,面层沥青铣刨料仍表现出明显的剪缩特征,碎石料和面基混合铣刨料表现出剪胀特性,且具有后期剪胀段减小的现象;预估优化模型的计算结果均能与试验结果较好吻合,建立的预估优化模型可以较为准确地反映出碎石料和面基混合铣刨料的本构关系.研究成果能为实现道路工程中老化废弃材料的再应用提供一定的理论参考和借鉴.

    道路工程面层/基层废弃材料三轴试验抗剪强度Duncan-Chang模型P-Z剪胀方程模型预估

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    柱状灯芯法测定集料黏附性的试验参数优化

    刘振正李波易昭张新秀...
    23-33页
    查看更多>>摘要：为解决集料表面能黏附性测试采用柱状灯芯法试验操作及试验步骤非标准化导致试验结果重复性差的问题,选取非极性(氯仿溶液、甲苯溶液、二碘甲烷溶液)、弱极性(甲酰胺溶液、乙二醇溶液)、强极性(蒸馏水)6种测试液体及路面工程中常用集料的母岩(2种沉积岩:A类石灰岩、B类石灰岩)和3种岩浆岩(辉绿岩、玄武岩、花岗岩)的集料粉体进行柱状灯芯法试验.结合柱状灯芯法测试原理及试验现象,对粉体振实时间、测试液体、集料粉体粒径及集料粉体复合种类因素进行接触角影响研究.结果表明:集料表面的粗糙度对接触角影响较大,与接触角试验相比,柱状灯芯法使用粉末材料可排除粗糙度影响;柱状灯芯法中振实垂直高度为3 cm、振实时间达到6 min后,集料粉体形成的孔隙通道最为稳定;测试液体的选择方面考虑了接触角结果,测试液体色散分量占比越大,形成分子作用力越大,导致与集料粉体的接触角逐渐变小,易出现不合理的接触角结果,应避免选择该种测试液体;集料粉体粒径对接触角的测量有直接影响,选择粒径为[0.04,0.075)mm的粉体作为试验样品,可降低试验操作误差和结果离散性,提高柱状灯芯法试验的重复性和再现性;通过对酸碱复合式矿粉进行表面能测试,发现碱性石粉相较于酸性石粉来说更容易被吸附.

    道路工程集料柱状灯芯法表面能理论接触角因素分析

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    混凝土防腐涂层性能及试验方法综述

    王清洲赵洪彬尚瑞鹏肖成志...
    34-46页
    查看更多>>摘要：为改善混凝土在氯盐腐蚀环境下的耐久性,从涂层防腐机理、分类、耐久性评价以及涂层体系选用和施工技术等方面系统总结混凝土防腐涂层的研究进展,并对涂层材料开发、试验方法统一构建等方面的发展趋势进行展望.研究结果表明:涂层通过表面成膜封缝、孔隙内部封闭、渗透疏水等功能实现裂缝封闭、阻断氯离子水溶液进入混凝土内部,形成了3类功能不同的涂层材料,明确了各类涂层适用的应用场景,应综合考虑涂层所处环境的干湿条件、腐蚀程度、应用部位等因素选用涂层类型;涂层的耐久性对混凝土防腐性能起关键作用,但交通运输行业相关规范中对3类涂层耐久性的评价指标及技术要求不统一且差异较大,限制了涂层优选和品种更新,考虑特殊的应用场景,推荐增加耐冲刷磨蚀性指标作为耐久性的评价指标以建立更加完善的评价体系;正确选用涂层体系和优良的施工技术是发挥涂层防腐效果的有效保障,交通行业对表面成膜型涂层给出了推荐的涂层体系,有效促进了涂层技术的发展,但缺少对工程应用中各类涂层施工工艺、应用效果以及长期使用性能的评估和监测,不利于经验借鉴和技术提升;未来,应建立涂层环保方面的评价指标并开发功能性改性涂层材料;形成适用于多行业的技术规范以及统一涂层混凝土抗腐蚀性能评价方法和指标,以期为相关领域的发展提供指导和支持.

    道路工程混凝土防腐涂层综述氯盐腐蚀耐久性评价

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于点云数据的钢箱节段数字化预拼装方法

    朱劲松王多吴杨瑞鹏
    47-58页
    查看更多>>摘要：为快速完成预制桥梁钢箱节段制造误差检查和预拼装,提出一种基于三维激光扫描点云模型的钢箱节段数字化预拼装方法.首先,基于三维激光扫描技术,对钢箱节段建立三维足尺点云模型并进行点云数据预处理获取完整无噪节段点云;然后,开发点云边界快速提取算法与针对边界点云的平面投影算法,实现三维足尺点云模型边界点云自动提取和预拼装截面点云数据降维.接着,开发点云边界特征角点自动提取算法,并提出基于特征角点的钢箱节段预拼装截面配准拼接方法和截面预拼装效果评价指标,评估截面预拼装效果.最后,采用某系杆拱桥拱肋钢箱模拟点云进行方法对比和精度验证;采用实验室钢箱节段现场扫描实测点云模型进行方法验证.研究结果表明:在模拟试验条件下,提出的方法与传统虚拟预拼装方法对比可实现识别钢箱结构最大0.02 mm制造尺寸误差的高效高精度模拟截面虚拟预拼装;在现场试验条件下,构件最小尺寸为8 mm、扫描距离为10 m时,提出的算法可将预拼装精度控制到1 cm.该方法可为桥梁预制节段数字化预拼装提供参考与算法支撑.

    桥梁工程智能建造数字化预拼装激光点云质量检查

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    预制小箱梁UHPC-NC组合负弯矩区抗弯承载能力

    曹鸿猷陈云峰李俊杨东洋...
    59-71页
    查看更多>>摘要：先简支后连续小箱梁负弯矩区钢束施工工序繁多、效率低,施工不当导致桥面开裂等问题,无负弯矩钢束的超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)组合负弯矩区构造能较好地解决此类问题.以3×30 m跨径小箱梁为例,建立基于混凝土塑性损伤本构(CDP)的UHPC-NC组合负弯矩区精细化有限元模型,并进行缩尺比为1∶2的模型试验.选取影响UHPC-NC组合负弯矩区受力性能的3个关键参数:UHPC厚度、UHPC层钢筋直径和UHPC抗拉强度,研究了各参数组合下负弯矩区的开裂荷载和抗弯承载力的变化规律.试验结果表明:试件的开裂弯矩为3 620 kN·m,抗弯承载力为9 611 kN·m,而背景桥例正常使用极限状态下最不利截面负弯矩为3 300 kN·m,承载能力极限状态下最不利截面负弯矩为5 838 kN·m,UHPC-NC组合负弯矩区构造的抗裂性能和承载能力均满足工程要求,且试验结果与实体有限元模型计算结果吻合良好.UHPC厚度每增加25 mm,梁体开裂荷载提高约10％,抗弯承载力提高约9％,UHPC厚度的改变对UHPC-NC组合梁体的开裂弯矩与抗弯承载力均有较为明显的影响;UHPC层钢筋直径每增大2 mm,梁体承载力提高约6％,而开裂荷载仅提升约1.8％,不同直径的UHPC层钢筋主要影响梁体开裂后的残余刚度以及抗弯承载力,对开裂荷载影响较小;而UHPC抗拉强度每增大2 MPa,梁体承载力提高约10％,但对开裂荷载影响有限,增大UHPC抗拉强度会导致试件破坏时UHPC层的残余应力增加,提高其对UHPC-NC组合梁体抗弯承载力的贡献,从而提高粱体承载力.对于30 m跨径小箱梁桥,UHPC长度建议中支点两侧各取2 m,UHPC厚度为200 mm,UHPC层钢筋直径取10 mm.

    桥梁工程先简支后连续体系小箱梁负弯矩区有限元参数分析

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于拉拔法的索夹螺杆紧固力检测试验

    蒋树勤周勇军曹资源吴雨航...
    72-80页
    查看更多>>摘要：为研究拉拔法检测螺杆紧固力误差产生原因,提高测量精度,以龙门大桥索夹为研究背景,基于理论分析与模型试验相结合的方法研究拉拔法误差影响机制.构建拉拔法螺杆两阶段有效紧固力的力学模型;设计室内M27螺杆模型,并利用压力传感器对螺杆两端螺母紧固力进行检测,分析张拉过程中紧固力的变化规律,并对理论模型进行验证;以龙门大桥索夹MJ45螺杆和MJ56螺杆为对象,开展拉拔超声法的紧固力检测方法研究,分析不同紧固力条件下,螺母松动前后的超声声时差、螺杆伸长量、螺杆有效紧固力与张拉力之间的关系.研究结果表明:螺杆的紧固力并非恒定不变,而是随着检测张拉力的增加而逐渐增长,当张拉端螺母松动时,张拉力通常比初始有效紧固力高10％～20％;拉拔超声法能够准确捕捉螺母松动的关键时刻;并由此提出了1.1～1.2的检测折减系数,以校准检测过程中可能出现的误差.研究结论可为实际工程的螺杆紧固力检测提供依据.

    桥梁工程索夹螺杆模型试验紧固力超声纵波拉拔法

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    UHPC免模板湿接缝抗弯性能试验

    李凌霄邹德强王嘉兴黄心仪...
    81-91页
    查看更多>>摘要：针对预制钢-混组合结构桥面板湿接缝处的受力特点和现有接缝构造形式,提出一种带预制超高性能混凝土(UHPC)薄板的免模板湿接缝构造形式.为了检验这种结构的力学性能,设计了5片试验梁,包括2根整体梁、1根支模接缝梁和2根免模板接缝梁,以钢纤维掺量为试验参数,采用四点加载的方式,完成了试验梁抗弯性能试验,获得了试验梁的开裂荷载、裂缝分布、破坏模式和应力-应变状态等关键试验结果.试验结果表明:接缝梁与整体梁均发生弯曲破坏,各接缝梁的破坏模式基本相同,均为首先在UHPC-NC界面上出现裂缝,随着荷载的增加,原有裂缝宽度增加、新裂缝相继出现,达到破坏极限状态时主裂缝贯通、钢筋受拉屈服、顶板压溃,其中,需支模接缝梁的主裂缝集中在普通混凝土(NC)预制段,免模板接缝梁的主裂缝集中在新旧混凝土交界面及其临近接缝区域;与NC整体梁相比,带预制UHPC薄板的免模板接缝梁抗弯承载力略有降低、但抗裂性能明显增强;钢纤维掺量的提高可以增强UHPC-NC界面黏结,提升试件的抗裂性能和抗弯承载力,钢纤维掺量(质量分数,下同)为1.0％的含预制UHPC薄板的免模板接缝梁抗弯承载力仅微弱降低,而其抗裂性能仅次于UHPC整体梁.该方法解决了预制结构接缝位置易开裂的问题,且大大简化了施工,可用于实际工程,同时推荐UHPC的钢纤维掺量为1.0％左右.

    桥梁工程预制桥面板试验研究UHPC湿接缝抗裂性能抗弯承载力

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    常规压缩下炭质板岩各向异性力学特征

    胡涛涛张哲昊王栋
    92-102页
    查看更多>>摘要：为探究层理倾角对炭质板岩力学特性的影响,开展不同层理倾角炭质板岩单轴和三轴压缩试验,研究层理倾角对炭质板岩强度、变形参数以及破坏形态的影响规律,并采用ABAQUS有限元软件建立内聚力模型进行数值模拟分析.研究结果表明:压缩过程中,不同层理倾角炭质板岩的应力随应变的演化过程呈压密、似弹性变形、破坏跌落3个阶段;三轴压缩下炭质板岩的应力-应变曲线几乎没有表现出压密阶段的特征,且随着围压增大,逐渐呈延性破坏特征;单轴压缩状态下,层理倾角为0°时炭质板岩表现出穿过层理面的剪切破坏,层理倾角为30°、45°时表现出沿层理面产生破坏面的弱面剪切破坏,层理倾角为90°时呈张拉-剪切破坏,不同层理倾角炭质板岩的破坏形态受层理倾角控制较强,受围压控制较弱;不同层理倾角炭质板岩的强度和变形参数均表现出各向异性特征,但各向异性程度不同,不同围压下炭质板岩峰值强度的各向异性比均在1.5以上,而弹性模量的各向异性比均在1.2～1.35;通过强度与围压的关系计算得出了炭质板岩的抗剪强度指标,其中黏聚力表现出明显各向异性.研究成果可为深埋炭质板岩隧道围岩失稳防控提供理论基础.

    隧道工程炭质板岩单三轴试验各向异性层理倾角数值模拟

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    融合注意力机制与时序特征的异常驾驶行为识别算法

    程鑫周经美刘霈源牛亚妮...
    103-113页
    查看更多>>摘要：针对目前驾驶行为识别数据维度高、检测难度大,存在精度不高及稳定性较弱等问题,提出一种融合注意力机制与时序特征的异常驾驶行为识别算法.通过传感器采集驾驶人执行特定驾驶行为片段的过程数据并进行数据清洗,清洗后的数据进行模板化处理依次被规整为N×N×C和M×C以适应网络模型输入;构建融合注意力机制与时序特征的网络(ATFN)模型,完成对急加/减速、急左/右转弯、急左/右变道、正常驾驶等7种驾驶行为的分类识别.在公开数据集上与长短时记忆网络算法(LSTM)、融合注意力机制的长短记忆网络算法(ALSTM)、融合卷积的长短时记忆网络算法(CLSTM)进行了对比分析.试验结果表明:LSTM、ALSTM、CLSTM与本文ATFN算法平均准确率分别为92.94％、94.28％、90.98％、95.47％,ATFN模型精度最高,相比其他3种模型分别提升了2.53％、1.19％、4.49％;结合损失值、精确率和F1值等指标,ATFN模型整体性能最优.该算法效果良好且稳定性较高,满足实际检测精度需求,可为异常行为预警和驾驶风险评估提供技术支持.

    交通工程异常驾驶行为识别ATFN模型时序特征注意力机制

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据