土木工程与管理学报

Journal of Civil Engineering and Management

智能建造专栏

  • 智能化预警情境下睡眠剥夺对建筑工人避险能力的影响——基于动物行为实验的证据

    付汉良;马晓峰;韩扬;蒋小剑;黄河;郭晓彤;

    智能建造技术的推广大大提高了工程建设项目的建设速度和管理水平,但会增加项目现场的复杂程度及设备误操作风险,紧急情况下的避险水平对规避项目风险至关重要。实际施工中,建筑工人常常面临睡眠剥夺的困境,并会影响他们在紧急情况下的避险能力。针对这一问题,本研究采用动物实验方法,通过建立睡眠剥夺小鼠生物模型,探讨睡眠剥夺对工人避险能力的影响,并评估短期睡眠恢复对改善这种状态的效果。实验结果表明,睡眠剥夺时长对避险总时长与避险成功率均产生显著影响,且睡眠剥夺的时间越长,影响效果越显著。其中睡眠剥夺时长对避险成功率的影响程度相对避险总时长的影响程度更为明显。短期睡眠恢复能提升不同睡眠剥夺水平下的避险总时长和避险成功率,其中对经历高水平睡眠剥夺组的提升效果更为明显。本研究能为提升智能建造情境下建筑工人生命健康和福祉提供科学支撑。

    2024年04期 v.41 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
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土木工程

  • 钢-薄层UHPC组合桥面结构中PBL剪力键抗剪性能试验

    方志;殷益彬;谭星宇;严少波;袁任重;

    为探究钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面结构中PBL剪力键的抗剪性能,以抗剪钢板尺寸、贯穿钢筋设置和端部承压状态为试验参数,完成了16个PBL试件的推出试验。结果表明:(1)随着抗剪钢板尺寸的增加,试件由UHPC榫无明显损伤时的钢板剪断破坏转变为UHPC榫局部压碎或整体压碎后的钢板剪断破坏,PBL的极限承载力随之相应提高,但其延性系数无明显变化;(2)贯穿钢筋对PBL承载能力的影响与UHPC榫的损伤状态密切相关,其对PBL抗剪承载能力的提高由榫无明显损伤时的5.3%增加到榫局部压碎时的9.7%和榫整体压碎时的14.9%;(3)对于钢-UHPC组合桥面结构中平行阵列布置的多列PBL,当列间距不小于10倍贯穿钢筋直径或12倍抗剪钢板厚度时,相邻列剪力键间相互作用的影响较小。基于试验结果,提出了适用于组合桥面结构中PBL剪力键的抗剪承载力计算公式,并以本文及其它文献的试验结果验证了其适用性。

    2024年04期 v.41 9-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1883K]
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  • 提升RC框架结构抗震韧性的冗余柱性能分析

    王海东;黄敬麟;伍隋文;陈大川;蒋德松;

    本文提出了一种通过设置可更换冗余柱以增强钢筋混凝土框架结构抗震韧性的方法。通过冗余柱纵筋在钢筋机械套筒里的锚固长度以控制冗余柱与框架连接节点处的钢筋失效,节点的刚性连接转变为铰链连接。以钢筋直径和锚固长度为变量,对钢筋机械连接套筒试件进行了13组拉伸试验和6组高应力拉压试验,每组包含3个试件,一个试件包含两段钢筋和一个机械套筒。试验结果表明,适当设计机械连接套筒锚固长度,可实现可控成铰性能。将实测数据应用于冗余柱的截面和构件仿真分析中,证明可通过改变钢筋于套筒锚固长度控制当冗余柱极限变形达到设计值时柱端自动成铰,使冗余柱损坏后仍为关键结构柱提供竖向承载能力,同时保护关键柱在遭遇强震时不易发生严重破坏。

    2024年04期 v.41 22-29+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K]
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  • 基于VisVAP的长距离单车道双向通行区间的感应协调控制研究

    王波;刘有军;王熊珏;尹志飞;韦俊希;

    山岭地区地形复杂,施工条件恶劣,为保证施工期间各类工程材料的运输和工程建设的需要,需要在施工区域内修筑长距离施工便道满足客、货运输的需要。囿于地形条件限制,实际工程中施工便道一般只能修筑为单车道,但是需要承担双向通行的行车需求。为了提高长距离单车道双向通行区间的通行效率和行车安全性,本文结合列车运行自动闭塞控制原理,提出了一种基于VisVAP的长距离单车道双向通行区间的多区间感应协调控制方案。将感应线圈分为进入区间需求响应线圈(Knock型)、区间占用响应线圈(Occupy型)和通过区间响应线圈(Pass型),提出了用于中间控制区间的正常四相位控制方案以及用于端口控制区间的设置最小红灯时间Δt的特殊三相位控制方案;并给出了端口、中间控制区间的VisVAP控制流程文件,提出了最小红灯时间Δt限值的计算方法并通过仿真证明了其合理可行性。最后以川藏铁路大渡河桥工程施工便道中一段长L=2000 m的单道双向通行区间为研究对象进行Vissim仿真,研究发现,当上行Δt设置为80 s,下行Δt设置为60 s时,控制区间能保证行车延误最小,车流运行流畅度较高,提升了通行效率,保障了通行安全。

    2024年04期 v.41 30-36+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1113K]
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  • 重金属疏浚污泥快速脱水固稳化技术试验

    程爱华;彭卫东;魏汝明;陈训龙;李亮辉;

    针对我国疏浚污泥处置低效且成本高以及工业固废——高炉矿渣(GGBS)综合利用率低的问题,提出了一种疏浚污泥快速脱水固化稳定化新技术(PHDVPSS),并通过试验系统性地对新技术的实用可行性进行了分析。同时,进一步分析了GGBS对新技术的影响性。分析表明:该技术在脱水效率、固化强度和毒性浸出方面,较传统技术均具有明显优势。仅3 d时间可将底泥含水率降低近50%,90 d处理样品的UCS是传统方法处理的近11倍,而浸出浓度仅约为传统方法的2/3。GGBS添加量增加对新技术处理效果具有显著提高作用,采用30%GGBS时,仅4 d时间可将污泥含水率降低近2/3,在90 d时,VP-GM-3的UCS是VP-GM-1的近12倍,而浸出浓度仅为VP-GM-1的1/3左右。

    2024年04期 v.41 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1114K]
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  • “抗滑棚洞”结构优化及工程应用

    幸芊;洪兆远;刘成章;刘剑;龚贵友;

    “抗滑棚洞”为一种具有边坡支挡功能的框架结构。为揭示其受力机理,对结构受力进行优化,首先分析其受力模型,并给出数值模型建立方法;然后通过不同结构参数和型式的有限元分析,利用结构位移和弯矩的对比,得出结构参数的优化建议;最后通过工程应用,说明支护效果和应用前景。研究结果表明:“抗滑棚洞”设计时宜尽可能选择小跨度;高跨比宜在0.4~0.8之间;桩的嵌固深度按悬臂长度1/2即可;地基支撑刚度对结构受力的影响不敏感;桩、梁的抗弯刚度比宜取1.5~2;多层结构型式的受力较单层结构更优,拱式框架型式的受力较矩形框架更优;根据典型工程的应用,“抗滑棚洞”可提供较大的结构刚度抑制超高顺层边坡变形,从而实现对这种边坡的支护。

    2024年04期 v.41 44-52+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K]
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  • 含梁场硬化层的填石路基路面结构优化

    程小亮;田文迪;许景钊;

    本文以广东某高速公路含梁场硬化层的填石路基为研究对象,提出梁场硬化层利用技术,并对硬化层上路面加铺结构进行优化设计和力学行为分析。结果表明:梁场硬化层顶面实测弯沉值比不含梁场硬化层填石路基顶面实测弯沉值小,均值为1.71×10~(-2) mm,其顶面当量回弹模量远大于同标高的填石路基顶面当量回弹模量,可直接利用硬化层并在硬化层上加铺路面结构;基于室内动三轴试验,确定了填石路基的材料回弹模量为308 MPa, PFWD实测不含硬化层的填石路基顶面当量回弹模量为116 MPa,梁场硬化层顶面当量回弹模量为1173 MPa,含梁场硬化层填石路基顶面当量回弹模量为314 MPa;梁场硬化层路面加铺结构优化方案满足规范要求;因保留了梁场硬化层,优化后的路面结构力学性能较优,优化后的CRC+AC复式路面加铺结构在力学性能上最优。

    2024年04期 v.41 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
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  • 公铁混层布置双层箱桁组合梁建造技术

    吴建贤;

    昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为49+144+320+144+49 m双塔竖琴索面半漂浮体系斜拉桥,公铁混层对称布置,下层桥面中间布置双线无砟轨道高速铁路,两侧布置双向4车道城市主干路,上层桥面布置双向8车道城市快速路。主梁采用双层带挑臂箱桁组合梁,结构形式新颖,构造较复杂,为研究其受力性能,建立精细化实体节段模型开展局部应力分析,并结合沿途水运条件,研究了主梁运输方案及对应的安装方案。计算结果表明:带挑臂箱桁组合梁设计合理,上、下层桥面板局部应力较小,节点位置未出现较大的应力集中现象,公路桥面横桥向挠跨比满足规范要求;带挑臂箱桁组合梁桥面空间布置合理,具有良好的经济性,可为今后公铁混层合建桥梁提供借鉴。

    2024年04期 v.41 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K]
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  • 先张空心板支座附近底板开裂原因及防治措施

    唐建;

    为探讨先张空心板支座附近底板常出现横向开裂原因及其控制措施,根据实际先张空心板支座底板裂缝特点,基于精细化的空间实体模型,分析了荷载作用下先张空心板预应力筋失效孔的存在、数目及布置方式对其底板的影响,明晰了该类空心板底部裂缝的主要原因,并针对性地提出了防治措施。研究表明:预应力筋失效孔引起的底板应力过大是先张空心板支座附近底板开裂的主要原因,建议在进行先张法空心板设计时应计入预应力筋失效孔的影响,同时对钢束端部失效段的孔洞应采取填充等必要措施。

    2024年04期 v.41 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1149K]
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  • 基于离散元法的隧道穿越卵石地层稳定性研究

    杨治军;胡金鑫;邱成虎;王文卓;曾洋;

    为了研究卵石层构造参数对隧道围岩稳定性及地表沉降的影响规律,建立不同围岩(卵石层)参数条件下的离散元数值计算模型,并进行了不同试验工况的对比分析。结果表明:在卵石层不同构造参数条件下,隧道开挖引起的地表沉降曲线能与Peck公式较好拟合;当“节理倾角”在30°~35°之间时,隧道顶部地表沉降峰值最大,沉降槽宽度系数最小;同时,“节理倾角”增加使得剪切变形区域由拱顶逐渐向两侧延伸,并形成贯通破裂面;破裂面与最大主应力作用方向的夹角接近45°,并将拱顶和拱腰附近的围岩切割成锥形松动体;此外,隧道开挖初期围岩(卵石层)受拉破坏区主要集中于拱圈附近,而破坏区范围随着卵石块体间摩擦角的增加逐渐减小;工程实际中可通过注浆措施提高拱圈围岩稳定性,对此类工程设计、施工具有理论指导意义。

    2024年04期 v.41 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2289K]
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  • 不同工作荷载下能量桩热-力耦合特性模型试验

    何展朋;曹卫平;赵敏;李清源;张作鹏;

    本文通过黄土地基中能量桩在3种不同荷载工况下的温度循环荷载试验,以及在此基础上进行的能量桩竖向承载特性试验,对比分析了冷热循环过程中热交换效率、桩顶竖向荷载、桩土沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端反力等变化规律。试验结果表明:桩顶竖向荷载随温度循环次数的增加而逐渐减小,桩顶沉降呈现出收敛特性;热循环时桩身受压,冷循环时受压区范围与工作荷载和冷循环次数成正比;桩顶工作荷载较小时,冷热循环对侧摩阻力的影响更大,冷循环时的侧摩阻力更大;工作荷载的大小是桩-土相对位移的控制因素;温度位移零点的位置与荷载大小无关,以此点为界冷热循环对侧摩阻力及桩-土相对位移有不同影响。

    2024年04期 v.41 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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  • 基于核磁共振技术云母石英片岩干湿循环损伤特性研究

    张钟文;李志刚;徐光黎;郭霞;周烨;代云云;

    为研究片岩在干湿循环作用下的微观损伤特性,对不同干湿循环作用下云母石英片岩试样进行核磁共振测试,并定量分析其损伤变量变化规律。结果表明:不同干湿循环作用下云母石英片岩孔隙之间连通性较好,孔径较小孔隙集中发育,随着干湿循环次数的增加,孔径逐渐扩展增大;云母石英片岩孔径发育具有关联性,干湿循环5次前小孔、中孔数量增加较快,5~10次循环后小孔数量趋于饱和,部分中孔发育扩展为大孔,导致中孔数量减少,大孔数量从5次干湿循环后开始显著增加;云母石英片岩受干湿循环影响损伤明显,损伤变量曲线在前5次干湿循环作用下近似呈直线上升,试样内部孔隙、裂隙发育扩展较快,5次干湿循环后,孔隙、裂隙的大小和数量发育减缓,云母石英片岩损伤变量增速逐渐变缓。

    2024年04期 v.41 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
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工程管理

  • 基于文献信息挖掘的基坑工程风险识别方法

    郭飞;王文正;郭彩霞;王熠琛;孔恒;

    基坑工程风险识别旨在明确基坑事故风险事件与风险因素的比重大小,为风险管控开展提供科学依据。直接对比重大小进行统计分析需要整理大量的事故资料,不仅工作效率低,且要保证事故资料的数量与完整性。学者们对此进行过多次统计分析,并发表于科技文献中。有效挖掘相关文献的关键信息,二次利用其成果,是科学可行的思路。为此本研究引入文献信息挖掘的概念,搜集基坑事故统计分析的相关文献并提取风险事件与风险因素的关键信息。然后利用D-S证据理论进行多元信息融合,挖掘事件与因素比重大小的综合判定结果。新方法避免了对大量事故开展重复的统计分析,提升了工作效率;并且间接扩大了基坑事故统计分析的数量,提高了资料的完整性;分析结果可以作为基坑工程风险管控的重要依据。

    2024年04期 v.41 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 785K]
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  • 装配式建筑施工场地预制构件堆场布置优化

    都方竹;杨栋;王伟伟;

    为应对装配式建筑施工场地预制构件供应与堆放缺乏统筹规划的问题,本研究深入分析预制构件吊装过程中塔吊升降、变幅与回转的协调运动规律,提出了一种逆向寻优方法,能够快速寻找任意预制构件的最佳堆场位置。在此基础上,提出了一种分散式、多堆场布置策略,通过增加堆场数量来减少塔吊回转角度,并采用逆向寻优方法进行快速求解,用于得到满足吊装效率最大化的堆场布置方案。模拟算例和工程实例表明,逆向寻优方法能够显著提高求解效率,采用分散式、多堆场布置策略,标准层预制构件总吊装时间较集中堆场布置方式减少14.6%,且有利于促进预制构件现场装配与配送运输协同。

    2024年04期 v.41 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K]
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  • 3D打印混凝土材料长期与耐久性能研究现状

    崔子恒;白刚;王里;

    近年来,混凝土3D打印技术快速发展,其应用范围从建筑景观向房屋结构与桥梁等承重结构转变。混凝土材料优异的长期和耐久性能是3D打印结构化发展和应用的关键和保障。本文从微细观非均质结构、收缩开裂性能及耐久性能三个方面对3D打印混凝土材料进行分析评估,明确影响耐久性能的主要因素,为优化3D打印混凝土材料性能提供科学的指导和建议,进而推动3D打印在土木建筑领域的快速和高质量发展。

    2024年04期 v.41 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 975K]
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