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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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    基于力学-经验模型的交通荷载作用下软基长期沉降计算

    徐林荣陈昀灏商拥辉冯多...
    1-10页
    查看更多>>摘要：为合理表征交通荷载循环作用下各因素对软土累积塑性应变的影响,并对运营期内车辆荷载引起的软土地基沉降进行有效预测,在总结归纳上海地区典型饱和软黏土动三轴试验基础上,充分衡量动、静偏应力耦合效应的影响,给出耦合应力水平的定义,利用耦合指数x反映动、静偏应力的各自影响程度,以此对循环荷载影响下软土的强度弱化模型进行指数化修正;引入软化指数极限值,提出修正耦合应力水平的概念,建立起综合反映动、静偏应力耦合作用、固结围压、土体结构性、强度弱化及循环加载次数因素影响的软土累积塑性应变模型,并以此模型为基础进行交通荷载诱发的软土地基长期沉降计算,结合申嘉湖(上海—嘉兴—湖州)高速公路沉降实测数据对计算结果进行检验.研究结果表明:通过对强度弱化模型及累积塑性应变模型进行参数分析可知,耦合应力水平对模型的描述在等向、偏压固结状态下具有统一的适用性;申嘉湖高速公路长期沉降计算表明地基浅表层塑性变形最为显著;在运营初期理论计算曲线与实测曲线略有差异,在运营1年后两者差异逐渐减弱,后期保持较强的一致性;随着运营年限逐渐增大,沉降逐渐趋于稳定,预估通车550 d后软土地基累积沉降量达128mm,与实测数据的相对误差仅为1.68％,说明该模型合理可靠.

    道路工程软土地基交通荷载累积塑性应变动、静偏应力强度弱化长期沉降计算

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    赤泥沥青混合料动态响应与水稳定性提升

    张吉哲郭晨晨苏春华梁明...
    11-22页
    查看更多>>摘要：针对赤泥沥青胶浆遇水界面剥离导致的沥青混合料水稳定性不足问题,选用消石灰、水泥对其进行增强改性,通过沥青质量检测仪(QCT)、界面拉拔仪(PosiTest AT-A)、表面自由能测试仪、简单性能试验系统(SPT)与汉堡车辙仪(HWT),研究了原状赤泥以及改性赤泥对沥青胶浆流变学行为与界面黏附性的影响,通过表面自由能计算了沥青胶浆-集料界面的黏附功与剥离功,揭示了赤泥沥青胶浆-集料界面遇水后的强度失效机理,分析了赤泥沥青胶浆-集料界面的热力学演变规律,评价了沥青混合料的动态响应、高温抗车辙性能与水稳定性.结果 表明:赤泥可以提高沥青胶浆的刚度并改善沥青胶浆的弹性;单纯使用赤泥作为填料制备的沥青胶浆抗水损害能力较弱,而加入消石灰可以明显提高赤泥沥青胶浆的黏结强度,从而改善赤泥沥青胶浆与集料界面的水稳定性;沥青胶浆-集料界面热力学黏附功与机械强度变化规律一致;赤泥替代石灰岩矿粉导致沥青混合料动态模量提高、相位角减小,加入消石灰进一步提高了沥青混合料的动态模量并降低相位角,但是水泥对赤泥沥青混合料的动态模量影响不大;赤泥可以提高沥青混合料干燥状态下的抗车辙能力,加入掺量(质量分数,下同)10％的消石灰进一步提高了沥青混合料的抗车辙能力;赤泥替代石灰岩矿粉严重影响了沥青混合料的抗水损害能力,通过消石灰物理改性可以提高赤泥沥青混合料的水稳定性.

    道路工程赤泥沥青胶浆沥青混合料水损害耐久性

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    活化胶粉/SBS复合改性沥青短期老化性能

    杨永强康秉铎郭海东马玉安...
    23-33页
    查看更多>>摘要：为了探究SBS复合改性对活化胶粉改性沥青短期老化性能的影响,采用沥青薄膜加热试验(TFOT)模拟复合改性沥青的短期老化行为,通过软化点、针入度、弹性恢复、黏度和测力延度试验对复合改性沥青老化前后的高温性能、低温性能及施工和易性进行评价;以软化点为主要指标,研究复合改性沥青在不同老化条件下的性能稳定性;结合扫描电镜(SEM)及体式显微镜分析活化胶粉/SBS复合改性沥青的微观形貌与短期老化性能的关联性.研究结果表明:活化胶粉/SBS复合改性沥青经短期老化后的高温性能、低温性能及施工和易性相关指标变化幅度降低,SBS的加入改善了活化胶粉改性沥青的耐老化性能;活化胶粉/SBS复合改性沥青的软化点受老化时间及老化温度的影响较小,在不同短期老化条件下具有良好的稳定性;SBS与沥青形成的网状结构有效减缓了活化胶粉/SBS复合改性沥青短期老化期间胶粉的二次降解;体式显微镜照片中发现SBS的加入使活化胶粉/SBS复合改性沥青在短期老化过程中保持了相对稳定的多相结构,有助于胶粉和SBS降解产物与沥青反应补充沥青中的组分,起到抗老化的目的 .

    道路工程沥青路面脱硫胶粉胶粉/SBS复合改性沥青短期老化路用性能

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    聚丙烯纤维对二灰稳定红黏土路用性能的影响及微观机理分析

    肖庆一苏刚张宝虎孙立东...
    34-42页
    查看更多>>摘要：为了解决二灰稳定红黏土容易出现脆性破坏、水稳定性差等问题,达到增强二灰稳定红黏土材料的韧性以及水稳定性能的目的 ,采用掺量(质量分数,下同)0％、0.15％、0.3％、0.45％、0.6％的聚丙烯纤维对二灰稳定红黏土进行加固,并通过力学性能试验、水稳定性试验、X射线衍射试验及扫描电镜试验,分析其力学性能、水稳性能以及微观作用机理.研究结果表明:二灰稳定红黏土的力学性能随着养护周期的延长而不断增强,60 d内材料的性能提升最明显,60 d之后性能增幅变小,直至性能稳定;聚丙烯纤维明显增强了二灰稳定红黏土的后期抗压性能与抗拉强度,前期对材料的力学与收缩特性影响不大;聚丙烯纤维掺量的增加会使得材料的劈裂强度先升高再降低,纤维的作用由一开始的提升材料内部机械咬合力转为纤维数量过多导致形成隔断面;聚丙烯纤维的加入有助于改善二灰稳定红黏土的劈裂强度、抗压回弹模量、抗压强度以及水稳定性能,但主要在养护后期体现,且存在最佳纤维掺量0.45％;纤维通过在基体中的空间分布和黏附针状结晶物质增大与土体之间的接触面积与咬合程度,减少土体中的渗水通道,提高了材料抗压性、韧性与水稳定性.聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土从技术性能上可以用于公路基层或底基层材料使用,有效缓解废弃红黏土环境污染和资源浪费问题.

    道路工程聚丙烯纤维二灰稳定红黏土力学性能水稳定性能微观机理

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    钢渣-水泥稳定碎石性能及环境影响试验

    黄优刘朝晖柳力蓝天助...
    43-53页
    查看更多>>摘要：针对钢渣在半刚性基层中的应用,确定钢渣在水泥稳定碎石中的最佳替代量,并对其力学性能、体积稳定性以及环境影响进行评价.采用扫描电镜(SEM)对钢渣表面的微观结构进行检测,X射线荧光法对其化学元素进行测试,火焰原子吸收分光光度计法(FAAS)对其金属成分进行测定;在不同水泥含量(质量分数,3％、4％、5％、6％)的水泥稳定碎石中掺入不同掺量钢渣(体积分数,0％、30％、50％、75％),开展了无侧限抗压强度、无侧限压缩模量、抗折强度、体积稳定性试验,并对不同水泥含量、颗粒粒径和盐度环境下的重金属析出进行了研究.结果 表明:钢渣颗粒具有较好的工程力学性能,能一定程度上改善钢渣水泥稳定碎石的强度、刚度和干缩性能;当钢渣掺量为50％时,整体力学性能最佳;通过醋酸处理或加入硅灰可有效防止钢渣的体积膨胀,但硅灰含量不宜超过4.5％;当水泥含量较少、钢渣粒径较小或周围盐度较高时,钢渣中的重金属析出风险更大,建议采用大颗粒钢渣(粒径＞4.75 mm)和较高的水泥含量,以降低环境污染风险;在沿海地区,钢渣可能暴露在盐水环境中,应多加关注.通过在生产和应用过程中采取适当的控制措施,钢渣可以作为一种有效的替代骨料,在水泥稳定基层中具有良好的应用前景.

    道路工程钢渣水泥稳定碎石基层力学性能体积稳定性环境影响

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    基于实桥测试的大跨度混合梁斜拉桥钢混结合段受力性能分析

    韦锋罗慧文梁立农肖勇波...
    54-65页
    查看更多>>摘要：为了研究大跨斜拉桥主梁无格室后承压板式钢混结合段的受力性能,并检验其纵向应力传递的可靠性,以大跨度混合梁斜拉桥(江顺大桥)为工程背景,通过实桥应变测试以及数值分析,研究其主梁的钢混结合段及相邻梁段在施工及运营过程中的应力分布情况.首先,对测试节段的钢板和混凝土的应变进行长期监测,获取钢混结合段、相邻钢箱梁加强段和预应力混凝土(PC)箱梁段的应力及分布规律,然后,采用ANSYS软件建立测试节段的局部三维精细有限元模型进行了数值分析,最后,将得到的有限元分析结果与实测数据进行对比.研究结果表明:钢混结合段及其相邻梁段在全测试过程中压应力水平都较低,其中最大钢板应力为--159.4 MPa,最大混凝土应力为--15.8 MPa,测试节段结构受力性能良好,不仅可以有效控制施工应力,而且在运营阶段仍能保持在原有的设计要求范围内.钢箱梁加强段上部各构件中上T肋的压应力水平最大,下部各构件中下U肋的压应力水平大于底板和下T肋,钢箱梁加强段的T肋和U肋可以有效地传递纵向应力,使桥梁刚度过渡平稳,协同受力情况良好.钢板应力与混凝土应力的有限元计算结果与实测结果基本吻合,且应力分布规律基本一致,表明钢混结合段局部有限元建模及边界条件合理,可以较为准确地模拟实桥钢混结合段的受力状态.

    桥梁工程受力性能实桥应变测试钢混结合段应力分布

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    考虑台后不平衡土压力的整体式桥台H形钢桩基水平变形试验

    单玉麟黄福云刘征峰罗小烨...
    66-76页
    查看更多>>摘要：为研究车辆重载等引起的台后大不平衡土压力对整体式桥台H形钢桩基水平变形的影响,开展了有无考虑台后大不平衡土压力影响的整体式桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比台后大不平衡土压力对桩身水平变形、滞回曲线、耗能曲线和骨架曲线等分布规律的影响.研究结果表明:在小位移荷载作用下,整体桥H形钢桩基本无累积变形,在大位移荷载作用下,桩基累积变形迅速增大;在埋深较浅范围内,设计制作的桥台-H形钢桩试件(LAHP和AHP试件)均产生正向的局部累积变形,在埋深较深范围内,2个试件均产生负向的整体累积变形;台后大不平衡土压力对整体桥H形钢桩基的水平变形、累积变形、单步位移荷载下的水平变形、滞回曲线、耗能曲线和骨架曲线均产生较大的影响;在埋深较浅范围内,LAHP与AHP试件的桩身水平变形、累积变形和单步位移荷载下的水平变形存在显著差异,LAHP试件的正、负向不平衡力和正向累积变形均小于AHP试件的,但负向累积变形和等效黏滞阻尼系数均大于AHP试件的.

    桥梁工程整体桥拟静力试验桥台-桩-土相互作用水平变形大不平衡土压力

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    基于弹性波的预应力管道灌浆密实度定性检测与分析

    代志力向中富刘世建周蕙...
    77-85页
    查看更多>>摘要：为了提高预应力管道灌浆密实度定性检测的精度,针对1片20 m长的模型梁进行预应力管道灌浆密实度定性检测.首先,通过简化建立了弹性波首波在管道中的一维传播模型,提出首波慢度与灌浆密实度之间的线性表达式.然后,根据传播模型浇筑1片20 m长的模型梁,模型梁内含有5根具有不同灌浆密实度的预应力管道;利用弹性波激发与采集装置对模型梁中的预应力管道进行灌浆密实度定性检测,通过循环采样的方式进行数据采样;对采样数据进行数据处理,通过首波位置自动判断算法和最优滤波参数选择方法等手段,得到被检管道的首波慢度.最后,利用首波慢度与灌浆密实度线性公式,计算出被检管道的灌浆密实度,并将结果与设计值进行对比分析.结果 表明:弹性波首波慢度与管道灌浆密实度之间呈线性关系;检测结果与设计值之间的相对误差约为5％.所提出的循环采样、首波位置自动判断和最优滤波参数选择等方法,可用于实际的预应力管道灌浆密实度定性检测,提高检测精度.

    桥梁工程预应力混凝土管道灌浆密实度定性检测弹性波首波

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    黏弹性条件下大跨度公路黄土隧道二次衬砌施作时机

    罗彦斌陈建勋
    86-95页
    查看更多>>摘要：为研究大跨度公路黄土隧道二次衬砌施作时机,以神府(神木—府谷)高速公路墩梁隧道为依托,采用现场测试、数值模拟和理论分析相结合的方法,首先对隧道拱顶变形进行现场测试,揭示其变形规律,提出了基于隧道二次衬砌安全临界状态的最佳施作时机计算方法;其次根据黏弹性条件下隧道围岩变形理论公式,结合现场监测数据反演分析得到围岩Kelvin模型流变参数;最后利用提出的最佳施作时机计算方法和Kelvin流变模型,通过数值模拟研究了黏弹性条件下大跨度黄土隧道二次衬砌最佳施作时机.结果 表明:大跨度公路黄土隧道变形经历急剧变形、持续变形和缓慢变形3个阶段,各阶段产生的沉降值分别为最大沉降值的67.7％,21.7％和10.6％;Kelvin模型中蠕变参数黏性元件黏滞系数η为2.75×1014 kPa·s,与黏性元件串联的弹簧元件弹性模量E1为138.3 MPa,与黏性元件并联的弹簧元件弹性模量E2为321.5 MPa;大跨度公路黄土隧道V级围岩深埋段二次衬砌最佳支护时机为初期拱顶下沉速率小于0.3 mm/d.

    隧道工程大跨度黄土隧道初期施作二次衬砌蠕变施作时机

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    断层错动形式对输水隧洞的影响

    赵旭程鼎甲代志杰黎若寒...
    96-106页
    查看更多>>摘要：为了研究断层错动下隧洞结构的破坏规律,采用ABAQUS软件建立了数值计算模型,并对计算结果进行了分析,揭示地震破坏机理.首先建立数值模型,研究3种断层错动的形式:逆冲断层错动、走滑断层错动、倾向滑移断层错动,根据工程资料与回归公式选取断层错动的距离,并把错动距离逐级施加在模型上.然后分析了隧洞弯矩、剪力以及衬砌的内力沿隧洞轴向的变化规律,并根据相关规范判断隧洞的安全范围.研究结果表明:随着断层错动,距离断裂面上下盘各10 m,隧洞内力急剧变化,断层错动的影响较为集中和剧烈;在该模型中,走滑断层的影响范围最大,倾向滑移断层的影响范围次之,逆冲断层的影响范围最小;倾向滑移断层错动对隧洞应力的影响介于逆冲断层和走滑断层之间,逆冲断层和走滑断层错动下隧洞的最大主应力峰值出现在拱腰,而倾向滑移断层错动应力峰值出现在隧洞的拱顶和拱底;远离断裂面一定距离后,隧洞的最大主应力逐渐减小并趋近一个较小值,此时衬砌安全,说明断层错动对隧洞的影响范围有限;结合相关规范以及工程背景,发现远离断裂面65 m外的隧洞衬砌安全,这为实际工程提供了参考.

    隧道工程断层错动数值模拟错动形式错动距离内力分布规律

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