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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。
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收录年代

    高速公路改扩建旧桥加宽桩基础差异沉降控制离心模型试验

    冯忠居陈锦华刘星越王富春...
    1-9页
    查看更多>>摘要：为解决高速公路改扩建工程旧桥加宽中新旧桩基的差异沉降问题,依托北河崖大桥加宽工程,通过室内离心模型试验,分别研究了新桩不同桩长、不同桩径下单桩承载特性和新旧桩基差异沉降变化规律,并结合敏感性分析方法,得出北河崖大桥新桩桩长、桩径合理增量范围,提出了高速公路改扩建旧桥加宽桩基础差异沉降控制技术参数.结果表明:新桥桩基施工会明显降低旧桩承载力;新桩沉降量比旧桩沉降量高15.4％,新旧桩共同作用时,旧桩沉降量比单桩沉降量高11.2％;当新桩桩长增加3、5、7、10 m时,差异沉降减幅分别为24.5％,37.4％,45.7％,53.8％;当新桩桩径增大0.3,0.5,0.7,1.0 m时,差异沉降减幅分别为24.7％,36.3％,44.1％、50.4％,但当桩长、桩径继续增大后,差异沉降控制效果将趋于稳定;新桩桩长、桩径合理增量范围分别为3～7 m和0.3～0.7 m;新桩采用桩长15 m、桩径1.8 m或桩长18 m、桩径1.5 m方案,可较好控制新旧桩基差异沉降,研究方法和结果可为类似工程提供参考.

    道路工程差异沉降离心模型试验旧桥加宽敏感性分析控制参数

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    双连拱钢波纹板涵洞受力变形特征

    冯冀蒙虞龙平李佳丁晓琦...
    10-21页
    查看更多>>摘要：为了明晰双连拱钢波纹板涵洞与其他涵洞形式的变形特征差异,先采用数值模拟的方法,对比并排圆形钢波纹板涵洞、双连拱钢波纹板涵洞在填土荷载作用下的变形及应力分布规律,得到双连拱混凝土基座钢波纹板涵洞受力变形特征,并通过对依托工程钢波纹板环向应力随填土高度的现场测试,进行对比验证.结果表明:由于混凝土基座的限位作用,变形量远小于圆形钢波纹板涵洞,应看作是刚性结构,不宜采用环向压力理论的极限状态法进行安全检算;其轴力由拱顶向两侧拱脚逐渐增加,拱脚部位的数值是最小的,轴力数值大于圆形钢波纹板涵洞;拱顶部位弯矩方向向洞内,拱腰以下弯矩方向向洞外,弯矩数值小于圆形钢波纹板涵洞.除此之外,钢波纹板的变形及应力分布规律整体上是一致的,验证了数值计算的正确性,但受螺栓连接造成结构刚度不连续及施工填土压实度不足的影响,双连拱混凝土基座钢波纹板涵洞易出现应力集中现象,拱顶及拱腰部位是最不利位置,涵洞的整体安全性显著降低.建议双连拱钢波纹板涵洞施工中需要特别注意螺栓连接的施工质量及填土压实度,以保证涵洞结构的填土施工安全.

    道路工程双连拱混凝土基座钢波纹板涵洞受力变形特征不均匀填土数值模拟现场实测

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    沥青路面增强型基-面层层间黏结强度特性分析

    何宏智孟会林刘一鸣任东亚...
    22-31页
    查看更多>>摘要：为了探究增强型层间黏结强度的变化特性及引发该变化的影响特征,以PC-2型乳化沥青透层+纤维加强型橡胶改性沥青碎石封层的半刚性沥青路面基-面层层间黏结为研究对象,采用 自制的剪切和拉拔装置,测试了 10种透黏组合下的层间黏结强度,研究了层间强度整体增强效果及各阶段增长规律.同时基于温度区间划分和逆向建模技术,分析了温度区间、界面细观形态对层间强度变化的影响特征.结果表明:增强型层间黏结可以显著提升层间剪切和拉拔强度,且对常温、高温下拉拔强度的提升效果更为显著;相对于层间透层油,封层中橡胶改性沥青用量变化时对层间强度增长的贡献度更大,且"透、黏"2种材料均存在基于不同用量的分界点,并由此形成强度增长的两阶段特征;在不同温度区间,层间剪切强度与拉拔强度的变化趋势有差异,且在相对高温区间,这2种强度随温度升高而衰减的趋势更快;面积比K作为界面形态的表征参数,在层间剪切强度的发展过程中存在一个界限值95％,当超过这一界限值时,层间剪切强度不再随面积比值同步增长.

    道路工程半刚性沥青路面层间黏结强度特性衰减效应界面形态

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    湿热环境下水性环氧树脂改性桥梁混凝土耐久性及机理

    郭寅川张冲申爱琴丑涛...
    32-42页
    查看更多>>摘要：为有效改善湿热地区桥梁混凝土的内部结构,提高桥梁混凝土的耐久性,采用水性环氧树脂对桥梁混凝土进行改性处理.室内模拟湿热环境,基于电通量试验、渗水高度法以及抗硫酸盐侵蚀试验,研究水性环氧树脂掺量对桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能、抗渗性以及耐腐蚀性的影响,并采用压汞法结合微观孔隙形貌研究分析水性环氧树脂对桥梁混凝土细观孔结构的改善机理,同时探究了桥梁混凝土孔结构与桥梁混凝土抗渗性的相关性.研究结果表明:合理掺量的水性环氧树脂对桥梁混凝土的耐久性有优良的改善效果,3％掺量(质量分数,下同)的水性环氧树脂显著改善了桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能,同时3％掺量的水性环氧树脂改性桥梁混凝土的抗渗性也得到显著提高;在干湿循环60次条件下,6％掺量的改性混凝土耐腐蚀性最优,其抗压强度腐蚀系数达到92.3％;水性环氧树脂掺量为3％时,水性环氧树脂对桥梁混凝土的孔结构和孔径分布的改善效果最显著,桥梁混凝土的总孔隙量、平均孔径和孔隙率分别降低20.31％、29.11％、9.49％,且多害孔和有害孔的比例显著降低;同时研究发现,平均孔径和孔隙率与抗渗性有良好的相关性,合理掺量范围内的水性环氧树脂可以有效降低混凝土的孔隙率,填充连通孔隙,阻碍氯离子在混凝土内部的迁移,从而提高混凝土的抗渗性.水性环氧树脂对改善湿热地区桥梁混凝土的耐久性具有良好的效果.

    道路工程桥梁混凝土水性环氧树脂耐久性湿热环境抗氯离子渗透性能

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    梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响

    李加武王路霍五星
    43-55页
    查看更多>>摘要：为了研究梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响,设计了 6类试验组合,共31种试验工况,通过节段模型测振风洞试验,测得各个工况单层和双层钢箱梁的量纲一化涡振振幅,分析了在不同来流风攻角时,梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响,并与单层钢箱梁的试验结果进行对比,研究其变化趋势;在双层钢箱梁的计算流体力学(CFD)分析过程中,选用了对钝体扰流模拟效果好的SST k-ω湍流模型,模拟了不同梁间距下双层钢箱梁的周边流场,分析了双层钢箱梁断面的周边绕流特性,并结合瞬态速度流线图和压力云图探讨了不同梁间距和风攻角的双层钢箱梁涡振特性的机理.结果表明:梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响与风动试验来流风攻角有关,在0°风攻角时,梁间距越大,双层钢箱梁涡振振幅越小;双层钢箱梁正风攻角的竖弯涡振,存在1个最优的梁间距,而部分风攻角的扭转涡振,也存在1个最优的梁间距;在负风攻角时,没有发现明显的涡振现象,其涡振特性较好.CFD计算分析表明:梁间距越大,上、下层梁周边绕流相互扰动越小,随着梁间距的增大,上层梁后缘斜腹板处气流越不易分离,前缘再附点越靠前;随着风攻角从正变负,双层钢箱梁上层梁上表面前缘绕流分离现象受到抑制,气流在上层梁上表面前缘发生的不同流动分离现象,是此类钢箱梁涡振特性在不同风攻角下表现出差异的主要原因之一.

    桥梁工程双层钢箱梁涡振风洞试验计算流体力学SSTk-ω湍流模型梁间距风攻角

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    稳定板高度对桥面输送机边主梁斜拉桥涡振性能的影响机理

    李春光毛禹颜虎斌韩艳...
    56-67页
    查看更多>>摘要：为研究不同高度梁底中央稳定板对桥面安装输送机的边主梁桥涡振性能的影响,通过节段模型风洞测振、测压试验获取主梁在下中央稳定板作用下的涡振性能和压力时程数据,并综合对比分析了主梁在3种不同高度稳定板作用下的脉动压力系数均值、均方差、功率谱、局部与总体气动力的相关性.结果表明:稳定板对边主梁断面气动稳定性的提高具有良好的效果,高度1 m和1.5 m下中央稳定板对主梁涡振响应的作用基本一致,使峰值响应约降低了 25％,而伸出梁底0.5 m(即高度2 m下中央稳定板)能完全抑制主梁涡振响应.竖弯涡激共振发生的主要原因是上表面前部分离与再附区域强烈的压力脉动,下表面前部气动力与总体气动力的强相关性以及后部具有明显相关性的强烈压力脉动;增设高度1 m和1.5 m下中央稳定板对表面流场分布影响较小,但上表面和下表面大部分区域的压力脉动随稳定板高度的增加逐渐降低,主梁涡振响应被削弱;下表面稳定板后部区域相关性降低,同时其脉动压力增强,从而造成主梁在2种高度稳定板作用下涡振响应一致;增设高度2 m下中央稳定板,稳定板后部部分测点的涡脱频率仍集中在模型的竖弯频率,但能量较低,上下表面与总体气动力的相关性不同程度破坏,压力脉动大幅削弱,涡激共振得到完全抑制.

    桥梁工程涡振风洞试验下中央稳定板制振机理

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    全无缝桥用新型路桥连接板拉伸变形性能试验

    占雪芳王宪刘凯乐雷健...
    68-78页
    查看更多>>摘要：为掌握全无缝桥用应变硬化水泥基复合材料(SHCC)路桥连接板的受力性能,特别是在温度荷载作用下的拉伸变形能力,采用等效温变变形模拟温降荷载作用,从理论、试验和数值分析方面开展了温降时SHCC路桥连接板的受力性能研究.首先,建立了 SHCC路桥连接板的受力模型,推导了温降时SHCC路桥连接板内力和变形计算公式及公式使用条件.其次,开展了 2组不同材料配比的哑铃形SHCC试件拉伸试验,获得了其本构关系;开展了室内SHCC板模型拉伸试验模拟温降荷载作用,测得了 SHCC板底滑动摩擦因数,揭示了 SHCC路桥连接板的受力机理、裂缝分布规律、吸纳和传递变形的能力.最后,采用三折线本构模型模拟SHCC材料的应力-应变关系,建立了 SHCC路桥连接板的有限元模型,分析了其温降时受拉性能.研究结果表明:SHCC试件一的初裂应力为2 MPa,极限应变达4.3％,满足全无缝桥路桥连接板强抗拉变形能力的需求;SHCC板在吸纳纵向变形10 mm时,其表面微裂缝多(约154条),裂缝间距小(2～10 cm),且开裂后裂缝宽度控制在80μm以内,此时张拉端板应力为2.8 MPa,锚固端锚固力为196.6 kN,卸载后裂缝闭合,无纤维被拉出或拉断,验证了 SHCC板的强吸纳变形能力,且完全满足全无缝桥变形和受力需求;有限元分析的荷载-位移曲线的变化规律与实测值基本一致,说明该有限元分析采用的SHCC材料三折线本构模型是安全的,可为全无缝的SHCC路桥连接板设计与实施提供理论支撑.

    桥梁工程拉伸变形性能试验SHCC路桥连接板全无缝桥裂缝宽度裂缝间距三折线本构模型

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    水下爆炸冲击波与气泡脉动联合作用下悬浮隧道位移分析

    罗刚郭正儒张玉龙任毅...
    79-90页
    查看更多>>摘要：为了研究悬浮隧道在水下爆炸冲击波和气泡脉动联合作用下的位移响应,将悬浮隧道简化为可活动弹性支座有阻尼锚索连续弹性支撑梁,基于Hamilton原理建立运动微分方程,通过Galerkin法和Runge-Kutta法,运用Mathematica编程对其进行求解;对所建立的冲击波与气泡脉动联合荷载模型和悬浮隧道模型进行了验证,并对比例距离、爆点倾角、爆点深度、锚索参数和管体参数等影响因素进行了对比分析,对影响参数的重要性进行了深入分析并给出了合理建议.结果表明:水下爆炸冲击波与气泡脉动联合作用对悬浮隧道系统的位移响应影响显著,基于理论计算结果,当爆点倾角分别取最不利工况时,结构Y方向最大位移远大于Z方向,即爆点倾角的改变对结构位移响应影响较大;随着比例距离、爆点深度、锚索刚度、锚索阻尼和隧道长度的增大,管体跨中最大位移呈衰减趋势,且比例距离和锚索刚度的增大对结构位移响应有较好的抑制作用;随着锚索间距增大,管体跨中最大位移呈增长趋势,且锚索间距的改变对结构位移响应影响显著.在悬浮隧道设计阶段应着重考虑锚索刚度的选择和锚索间距的布置,从而保证结构在运营过程中的安全.提出的可活动弹性支座有阻尼锚索连续弹性支撑梁模型及水下爆炸冲击波与气泡脉动联合荷载模型,更符合实际运营情况,具有较好的可靠性,该研究对悬浮隧道设计有一定参考价值.

    隧道工程悬浮隧道水下爆炸冲击波气泡脉动位移分析

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    湿陷性黄土地铁隧道基底注浆加固处治试验

    侯乐乐翁效林黄文鹏周容名...
    91-102页
    查看更多>>摘要：为保障黄土地区地铁隧道的运营安全,依托西安地铁八号线隧道工程,从改进离心模型试验系统中现有的浸水装置和应变测试系统出发,研发黄土地铁隧道基底注浆加固形式下的离心模型试验系统,通过对浸水系统的升级和光纤光栅(FBG)测试技术的应用实现了对离心测试系统的升级,并在此基础上开展了注浆加固处治隧道基底的离心模型试验.以处治范围、注浆角度和加固区强度作为主要控制性因素,通过分析上述因素对隧道结构弯矩、轴力、地表沉降以及隧道竖向位移的影响,评价不同注浆加固控制因素下隧道基底的处治效果.结果表明:注浆加固措施能有效控制隧道各点的弯矩、轴力、地表沉降和隧道整体竖向位移;注浆加固范围、注浆角度以及加固区强度均对控制隧道基底沉降有显著效果,注浆范围越大、注浆角度越大、加固区强度越大,相应的隧道基底湿陷变形控制越好;但过度增加注浆范围、注浆角度和加固区强度,隧道基底变形控制效果将不再显著;当地铁隧道基底湿陷性黄土厚度为9 m时,建议实际工程中注浆固处治范围取6 m,注浆角度取150°,注浆加固区强度取50 MPa,允许基底存在一定厚度的剩余湿陷量.

    隧道工程城市地铁黄土地区注浆加固离心模型试验剩余湿陷量

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    面向拥堵分析的道路单元动静态融合划分方法

    裴玉龙刘锐蔡小溪
    103-114页
    查看更多>>摘要：为解决现有城市道路单元划分方法与常发性交通拥堵特性联系较弱的缺陷,提出了一种融合道路静态属性与动态拥堵数据的面向城市交通拥堵分析的道路单元划分方法.首先,以道路静态属性中的路段通行能力节点、交叉口节点、立交节点、出入口节点等道路节点作为划分依据,将道路划分成若干静态道路单元.其次,利用拥堵数据结合K-means聚类法将道路划分为多类包含拥堵趋向段与畅通趋向段的动态道路单元.然后,根据交通流运行规律,阐述静态道路单元与动态道路单元在包含与被包含关系下的融合划分方法,通过融合划分方法生成最终的道路单元,且道路单元同时具备相似的道路静态属性与动态拥堵特征2种交通特性,可区分同一条城市道路路段内不同道路单元间的拥堵特性.最后,以哈尔滨市康安路-进乡街一线作为试验道路展开实证分析.研究结果表明:长10.38 km的城市道路采用该方法进行划分后,双向道路分别被划分为24与20段,其结果相较于传统不定长分割法的划分精细度分别提高了 41％与18％,该种道路单元划分方法可对长距离的城市道路做出较为细致的划分;利用案例第15、16、59 d的17:30、18:00、18:30三个时刻的路况与划分后的路段拥堵倾向进行匹配分析,匹配率分别为第15 d的84.6％、77.4％、93.8％,第 16 d 的85.1％、88.9％、78.8％,第59 d 的78.4％、73.1％、75.0％;第 15、16 d 的匹配率较高,证明该种划分方法结果的准确性与拥堵数据的时效性存在较大关联.

    交通工程道路单元划分聚类分析交通拥堵动态数据

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