悬浮隧道（Submerged Floating Tunnel， SFT）作为一种新型跨海通道结构，具有跨越能力大、地形适应性强、环境影响小、全天候运行等优势，被视为应对长距离、深水域跨海通道建设挑战的重要方案。然而，由于该结构属于创新设计，其设计理论、分析方法和建造技术尚未成熟，迄今无实际工程建成。系统综述了近年来悬浮隧道在结构设计与优化、动力行为分析、施工建造技术及结构安全与监测等方面的研究进展。首先，讨论了管体截面形式、锚索布置、深水基础类型和接头构造的选型原则及适用条件。其次，梳理了波浪、水流、车辆、地震、碰撞、爆炸及锚索断裂等多种荷载单独或联合作用下的结构响应和分析理论，比较了不同分析模型与方法的适用特点。最后，阐述了悬浮隧道管段水下对接、锚固张拉等施工技术方案及在结构安全和智能化健康监测体系框架方面的探索。针对研究现状指出当前仍存在多场耦合机制不明确、大比尺试验验证不足、施工技术多停留于概念阶段、长期耐久性研究空白、风险评估与监测缺乏工程检验、设计规范缺失等关键技术瓶颈，并对未来在结构分析、模型试验、智能建造与运维等方面的研究进行展望，以期为悬浮隧道领域的深入探索与加速工程应用提供参考。

为研究椭圆截面悬浮隧道（SFT）在波流联合作用下的稳定性与锚索布置优化问题，基于小位移和线弹性假设，建立了单个锚固截面处锚索约束刚度的解析模型；进一步提出了基于线性叠加原理的椭圆截面SFT等效建模方法，并采用OrcaFlex构建了波流-管体-锚索耦合系统的时域仿真模型。针对某公铁两用跨海通道，系统分析了两斜、两直两斜及四斜3类共19种锚索布置方案在波流联合作用下的动力响应，基于熵权法与逼近理想解排序法构建了包含结构稳定性、锚索健康度与经济性的综合评价框架，对不同布索形式进行量化比选。结果表明：当锚索倾角与安装角互余时，结构水平运动与扭转运动实现解耦，转动响应幅值降低1~2个数量级；椭圆截面SFT对竖向约束刚度要求更高，锚索倾角不宜小于45°；单组锚索难以兼顾较大的水平与竖向刚度，增加锚索组数有助于实现刚度解耦优化，外侧锚索倾角宜控制在55°~60°之间，但内外锚索倾角差过大会导致张力不均。在计算工况范围内，四斜式布索对强波流环境的适应性更强；中等波流环境下，两直两斜式布索兼顾响应控制与经济性，可作为优选布索形式。

为揭示浮筒式悬浮隧道在规则波作用下的动力响应规律，开展了端部驳岸浮筒式悬浮隧道的1[DK(]∶[DK)]100缩尺物理模型试验。试验模型满足几何相似、弗劳德数相似与弹性相似，采用一端固定、另一端自由的边界条件，测量了浮筒六自由度运动、管体加速度及固定端支座反力，并分析了不同波浪周期和波高条件下的动力响应特性。研究结果表明：当波浪周期T=1.3~1.4 s时，入射波周期接近结构垂向固有周期，结构响应发生显著共振放大，浮筒六自由度运动响应幅值算子、管体加速度和端部支座反力同步达到峰值；在试验波高范围内，浮筒六自由度响应随波高近似线性增长；短周期波浪下，浮筒的水平和垂向位移及管体加速度响应出现空间非同步特征，响应沿轴向呈多峰分布并存在相位反转，表明响应中存在较高频响应分量参与；垂向响应的较高频成分主要在短周期波段激发，而水平响应的较高频成分在短周期及中等周期波段均较为显著；随着波浪周期增大，结构响应逐渐转为低阶整体弯曲振动，整体运动趋于同步；水平向最大支座反力约为垂向最大值的3 倍，其峰值出现在接近模型一阶垂向固有周期时，而垂向反力主要集中于短周期波浪下；端部反力与近端浮筒运动及管体加速度表现出一致的周期演化特征，表明固定端受力主要由近端局部运动与惯性效应主导。

基于离散/整合技术建立了可考虑跨内多点支撑刚度和边界约束刚度的悬浮隧道子结构力学模型，分析了结构在汽车荷载作用下的动力响应。对于浮筒式、锚索式和立柱式3种悬浮隧道跨内锚固形式，分别采用均匀水弹簧模拟浮筒支撑刚度、基于静平衡时锚索索力与支撑范围内管体净浮力相等的原则确定锚索支撑刚度以及采用竖向线刚度考虑立柱支撑刚度。根据实际可建悬浮隧道海域海床的地基刚度，考虑端部管节周围土体、连接方式及与之连接的埋置隧道的约束，确定海床对端部管节的约束刚度。分析了全跨范围内具有非连续、非均匀特点的2类刚度的设置范围，研究了其与表征悬浮隧道全长的节段数目在各种组合下结构的响应规律，获取了支撑刚度的参数敏感区间。结果表明：在远离端部2倍子跨的跨内部分，每个子跨内的位移、转角、弯矩和剪力包络图具有类似的分布特征，主要受跨内支撑刚度影响；在端部至2倍子跨的边界影响区间，结构响应受边界约束刚度影响显著，各类响应包络值均随其增大而发生增减。

悬浮隧道（SFT）淹没深度是影响其动力响应的关键设计参数。现有研究主要关注绝对淹没深度的影响，尚未建立能够同时耦合环境荷载（波高、周期）、结构特性（固有频率、尺度）与几何布置（淹没深度）的综合分析方法。通过物理模型试验，系统研究了相对淹没深度（淹没深度与波长之比）、相对周期（波浪周期与SFT固有周期之比）、相对波高（有效波高与淹没深度之比）及KC数等关键量纲一参数对二维SFT动力响应的耦合控制机制。研究结果表明：存在一个理想相对淹没深度阈值，当相对淹没深度d₀/L_P≥0.15时，SFT运动响应和缆绳张力均显著减小，且对波浪周期变化不再敏感；该阈值仅在相对波高较大（H_S/d₀=0.2）时显现，表明理想淹没深度与波浪强度存在耦合依赖关系；基于管体中心计算的KC数可作为综合判据，对应理想状态的阈值为KC数≤ 0.8；极端波浪对加速度响应具有显著放大效应，即使在H_S/d₀=0.1的常规海况下，SFT水平向最大加速度仍可达0.25g~0.37g，远超交通工程安全限值（0.1g~0.2g）。基于上述发现，提出了一套以多参数耦合为特征、以量化阈值为判据、兼顾常规与极端海况的淹没深度设计流程，为SFT性能化设计提供了理论依据与工程工具。

复杂海洋环境下，波浪荷载作用导致悬浮隧道管体的动力响应呈现显著的复杂性。当前，超长跨悬浮隧道波浪荷载的估算普遍沿用Morison方程，该方程形式简洁、便于应用，但难以估算波浪在管体截面质心处产生的力矩，也未充分考虑海底地形对波浪荷载的影响。为揭示管体截面波浪力矩与海底地形对超长跨悬浮隧道动力响应的影响机理，提出一套复杂海洋动力与地形环境下长大悬浮隧道系统双向流固耦合时域计算方法。该方法将管体视为Euler-Bernoulli梁，利用Hamilton原理建立其运动控制方程，通过模态叠加法进行求解，并借助Newmark-β法构建管体动力响应与外部荷载系统的耦合时域计算分析框架；同时基于势流理论与边界元法在管体的若干控制截面处建立二维数值波浪水槽模型，求解得到控制截面的波浪荷载（含截面质心处的波浪力矩），并通过插值方法计算隧道全跨的波浪荷载分布。随后，基于上述方法开展线性波浪环境下悬浮隧道动力响应分析，重点考察4种管体截面形式与4种理想化地形环境，并与Morison方程的计算结果进行对比。结果表明：波浪场对管体截面所产生的波浪力矩以及海底地形的变化可能显著影响悬浮隧道在波浪环境中的动力响应，相较于传统Morison方程，所提方法在复杂海洋工况下的流固耦合计算中具有更好的适用性与准确性。

岩爆孕育过程具有明显的阶段跳跃性，其中颗粒弹射期作为损伤累积向宏观失稳转化的物理拐点，是岩爆声发射（Acoustic Emission，AE）阶段识别中的关键过渡阶段。然而，由于该阶段处于平静期与强破坏期的过渡区间，其AE信号既包含低活跃性的基底特征，又呈现局部能量异常增强的瞬态特征，导致其与相邻阶段存在强烈的特征重叠，成为现有智能识别体系中误判率最高的难点。为此，提出一种融合卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）、双向长短期记忆网络（Bidirectional Long Short-Term Memory，BiLSTM）与时间注意力机制（Temporal Attention）的岩爆声发射演化阶段识别模型（CNN-BiLSTM-Tem），通过提取局部突变特征与建模长程演化规律，降低相邻阶段特征重叠的影响。利用CNN捕捉局部高频异常，借助 BiLSTM建模双向时序依赖，并通过时间注意力机制自适应地放大关键演化片段的权重，从而抑制基底噪声，增强对过渡阶段非平稳前兆的敏感度。试验结果表明：所构建的模型在平静期、颗粒弹射期及片状剥落期三阶段识别中的平均准确率达到87.8%，较传统CNN、循环神经网络（Recurrent Neural Network，RNN）及BiLSTM模型分别提升8.0%、6.0%和5.4%。模型将极易误判的颗粒弹射期识别率从69.3%提升至85.9%，有效缓解了过渡区间特征重叠导致的识别难题，可为岩爆AE监测中的阶段识别和风险状态判别提供方法参考。

深部地下工程中围岩大变形与动力灾害的控制是当前岩土工程领域亟待解决的关键问题。针对现有支护结构刚度和强度不可调节的技术瓶颈，研发了一种支护阻力和刚度可自主设计并随围岩变形动态调整的刚度自适应锚索。根据该锚索的刚度调节形式设计了恒定刚度和变刚度2种类型的锚索，并通过静力压缩试验和落锤冲击试验，探索其刚度自适应特性和抗冲击性能。试验结果表明：刚度自适应锚索可实现支护阻力和刚度线性或曲线型增长的双重调控，能够主动适应围岩变形特征，精准控制围岩大变形发展；恒定刚度型刚度自适应锚索的支护阻力可在0~320 kN范围内任意形式线性增长，刚度可设定为0.20~5.04 kN·mm^-1范围内的任意恒定值；变刚度型锚索的支护阻力可在300~585 kN范围内曲线型增长，刚度可在0~9.00 kN·mm^-1范围内呈现多种增长路径；刚度自适应装置在静力荷载作用下具有优异的能量吸收效率，单位位移能量吸收量可达408.2 kJ·m^-1，在冲击荷载作用下具有良好的缓冲吸能特性，能够有效控制峰值冲击力，单次冲击可吸收能量31.8 kJ，且在不同荷载条件下均具有稳定的力学性能。刚度自适应锚索可解决深部复杂地质条件下支护结构与围岩系统不协调的问题，为深部地下工程中围岩稳定性控制提供了新的技术途径，具有重要的工程应用前景。

为探究散体充填节理的剪切力学行为，基于现场提取的真实节理轮廓线，通过线性扩展与数控雕刻技术制备了具有真实节理形貌的岩样，并选定不同强度的碎岩作为充填材料，对碎岩充填节理开展了一系列恒定法向荷载（CNL）边界条件下的直剪试验，研究了充填度（t/a）、节理粗糙度系数（J_RC）、碎岩与节理基质强度比（S_R）以及法向荷载（σ_n）对节理剪切力学行为、声发射（AE）响应特征及颗粒破碎演化规律的影响。研究结果表明：充填度对节理抗剪强度具有显著的非线性弱化效应，且超过临界充填度后，剪切机制转变为由充填材料的摩擦滑移控制；而法向应力、粗糙度和强度比的增大则显著提升了试样的抗剪强度。试样法向位移的演化以及声发射响应特征则共同揭示了碎岩颗粒的运动和磨损主要集中在剪切前中期。碎岩颗粒的行为模式受多重因素控制：在低充填度、高法向应力、高粗糙度及低强度颗粒条件下以颗粒粉碎为主，随充填层增厚与碎岩颗粒的强度提升，逐渐向颗粒摩擦滑移为主过渡。此外，剪后碎岩颗粒的分形维数与粗糙度、法向应力呈显著正相关，而与充填度、颗粒强度比呈负相关。研究认为，散体充填节理的剪切破坏本质是节理岩壁几何互锁向充填层摩擦流变主导的力学机制转换。

针对现有NPR锚杆支护岩体理论多将锚杆塑性阶段简化为理想恒阻平台，难以反映NPR锚杆/索滑动-黏滑及后续周期性黏滑特征的问题，建立了NPR锚杆锚固岩体单元的时变本构模型。将围岩视为广义Kelvin体，将NPR锚杆/索视为由弹性元件与黏滑结构串联组成的支护单元，并依据并联法则构建锚固岩体单元的一般控制方程。在此基础上，针对突然施加恒定应力和突然卸载2类典型边界工况，分阶段推导了初始阶段、滑动阶段、黏滑阶段及后续周期性黏滑阶段的应力-时间、应变-时间和应力-应变关系；进一步引入滑移触发判据、首次滑移时间因子和卸载后残余应变因子，系统分析了外载水平、锚杆刚度、岩体黏弹性参数及黏滑历程对NPR加锚岩体响应特性的影响。结果表明：锚固岩体在突加应力作用下可表现为非滑移型、延迟滑移型和瞬时滑移型3类响应；首次滑移时刻取决于NPR加锚岩体相对于瞬时滑移边界和延迟滑移边界的位置；当卸载发生于黏滑阶段时，NPR加锚岩体将保留与黏滑阶段序号及单周期应力跌落幅值相关的长期残余应变。现场案例验证表明，模型能够较好描述顶板、帮部位移及对应恒阻锚索轴力的时变演化，顶板位移、帮部位移、顶板锚索轴力和帮部锚索轴力的拟合决定系数分别为0.995 5、0.989 4、 0.967 1和0.932 5。研究结果可为NPR锚杆支护岩体的时变响应分析与参数设计提供理论参考。

长大深埋隧道常穿越复杂多变地层，不同岩性岩石的力学响应与破坏模式存在显著差异。选取当顺隧道大理岩、红砂岩、黄砂岩、石灰岩及花岗岩为研究试样，开展单轴压缩力学试验，系统分析了各类岩石的应力-应变曲线特征、能量演化规律和声发射响应特征，进一步对比探究了不同临界慢化计算参数对岩石破坏前兆的识别效果。结果表明：在岩石破坏前兆识别中，相较于自相关系数，方差的突变特征更为清晰，曲线受波动干扰更小，具备更优的稳定性;基于声发射计数的临界慢化特征仅在花岗岩破坏过程中表现显著，而基于耗散能的临界慢化特征可作为5种岩石有效的破坏前兆指标;基于耗散能临界慢化特征的预警结果显示，其对花岗岩的破坏预警效果最优，可提前64 s预判岩石失稳破坏，对大理岩、红砂岩、黄砂岩、石灰岩的有效预警时间裕度则分别为13、19、17、21 s。研究成果可为不同岩性岩石的失稳前兆识别及深埋隧道围岩灾害预警工作提供一定的理论支撑。

在水岩相互作用和工程扰动共同作用下，隧洞围岩产生非线性力学损伤破坏是制约工程进度的重要原因之一。基于此，依托滇中引水工程红层砂岩地层和地质特点，开展红层砂岩吸水试验、循环加卸载单三轴力学试验、循环加卸载损伤本构模型推导及现场应用，取得了如下研究进展： ①针对不同含水状态对红层砂岩的损伤程度，推导获得考虑含水率影响的C和Φ值，进一步构建了循环加卸载下水损伤本构模型；②采用UDEC软件裂隙流模块模拟双梯度注浆浆液扩散过程，结果表明双梯度注浆技术下注浆浆液与周围岩体的相互作用，有效改善了围岩力学性质；③采用长短NPR锚索协同控制，通过数值模拟对比分析了普通支护和开挖补偿支护条件下围岩变形规律、裂隙分布特征、锚索与钢拱架受力分布，开挖补偿支护后，围岩整体受力更为均匀，应力集中现象得到缓解；④通过现场工业性试验与数据监测，采用双梯度注浆和长短锚索NPR联合支护的方式，实现了隧洞围岩变形的有效控制。

道路病害自动化检测在提升效率、降低人力成本、保障道路安全等方面具有重要意义。近年来，大量研究聚焦于精度提升和模型优化，推动了相关技术快速发展。然而，该领域呈现出“长尾效应”典型特征——研究活跃、成果丰富，但多数仍停留在理论验证或实验室阶段，真正具备高适应性、强鲁棒性、可部署于复杂工程场景的自动化检测方案仍然稀缺，难以实现大规模落地应用。针对此，提出了一种基于混合专家网络的高效道路病害检测方法，严格对齐现行行业规范，旨在提升检测精度、推理速度及工程适应性，实现大规模道路病害的自动化检测。该方法创新性地整合了YOLO、U-Net与LiteSeg三种具有互补特性的子网络。通过引入门控机制，模型能够依据输入图像的特征分布动态调整各专家网络的权重与推理路径，确保在不同病害类型及复杂环境下选择最优的检测策略。数据集方面，构建了包含15 000张多龄段、多样性的路面图像样本，涵盖条状修补、裂缝、坑槽、龟裂等8类典型病害，结合动态训练与负样本引导策略，不断完善模型在复杂光照、纹理干扰及稀疏病害背景下的鲁棒性。试验结果表明：在真实高速公路测试中，F₁得分达93.4，推理速度提升至30.6 FPS；在个人消费级电脑环境下，模型推理速度超过110车道·km·h^-1，全面优于主流模型，展现出卓越的检测性能与实时处理能力。此外，模型输出采用标准化网格形式，可自动完成路面状况指数（P_CI）计算，实现病害检测结果的结构化、标准化，提升了检测结果的可解释性与工程适配性。P_CI计算对比分析表明：模型在多种路况及病害类型下，能够准确捕捉破损趋势，P_CI绝对误差幅度控制在1以内，与人工标注高度一致，在多地区的多条路段测试，证明了该方法具有良好的可迁移性，验证了模型在实际道路管养中的应用潜力。

为改善胶粉改性沥青的相分离现象，采用机械力化学法对胶粉硫化交联结构进行可控降解，系统探究胶粉解交联对改性沥青降黏和抗离析的作用机制，以促进废橡胶资源在道路工程领域的高效利用。通过解析解交联剂掺量对胶粉微观形貌及化学结构的影响规律，阐明了胶粉交联结构的降解机理，揭示了胶粉解交联对胶粉-沥青界面相容性的调控机制，分析了解交联胶粉改性沥青的高-低温流变行为演化规律。结果表明：在机械力作用下，解交联剂诱导胶粉中S—S_<i>x键和C—S键等交联键发生断裂反应，促使交联网络结构解聚为活性分子链段，表面形貌由致密变为松散；当解交联剂掺量为3%时，胶粉表面交联键对应的官能团指数和相对含量分别降低了2.3%、45.7%，此时胶粉解交联效果达到最优；解交联胶粉中活性分子链段与沥青极性组分发生化学键合，增强了胶粉与沥青的相互作用，使胶粉改性沥青的软化点差降低67.1%，布氏黏度下降71.9%，而相位角主曲线的“平台区”显著拓宽则对应黏弹行为的显著改善；解交联胶粉改性沥青界面相容性的提升，在一定程度上改善了其高温流变性能与温度敏感性；主成分分析验证了3%解交联剂掺量对应的胶粉改性沥青在储存稳定性、高温稳定性与低温柔性等方面综合表现最优。该研究为胶粉改性沥青相容性改善及施工性能优化提供了可行性依据。

路面裂缝检测对交通安全和道路维护至关重要，但由于裂缝背景复杂且对比度低，现有检测模型往往难以兼顾精度和效率。为此，提出一种基于YOLOv11n的轻量化改进模型WLS-YOLO，在提升检测精度的同时降低计算成本。首先，引入轻量小波池化Waveletpool替换CBS（ConvBNSiLU）下采样层，利用离散小波变换的频率分离特性，分离并保留图像中的低频和高频信息，提升模型对裂缝边缘和细节的捕捉。其次，设计轻量混合聚合模块LGMA（LightGhost Mixed Aggregation Module），通过融合1×1旁路卷积、深度可分离卷积DSConv以及SG-C2f，协同优化通道特征调整、空间特征处理和多尺度特征融合，增强模型对裂缝特征的提取能力。最后，提出共享分支高效检测头（Shared Branch-EfficientHead），构建单分支特征处理结构，减少网络中的冗余计算，提升模型的检测效率。试验结果表明: WLS-YOLO的参数量和计算量分别下降至2.08 M和4.4 G，相较于YOLOv11n分别降低了19.4%和30.2%;在RDD2022和UAV-PDD2023中国道路数据集中mAP@0.5分别达到了88.2%和84.7%，相比于YOLOv11n分别提升了2.2%和3.5%，在检测精度和计算效率之间达到了有效平衡，优于主流目标检测模型。同时，WLS-YOLO在捷克、印度和日本路面裂缝数据集上的mAP@0.5相比于YOLOv11n分别实现了4.7%、1.8%和0.6%的提升，展现了突出的泛化性能。

针对传统视觉技术在极端黑暗环境下检测路面裂缝时，因依赖光照而易出现误检、漏检的问题，提出了基于触觉仿生技术的检测方法，构建了集成触觉探头、多光源成像系统与智能巡检平台的检测系统。采用双组份硅胶和铝粉涂层的触觉探头，通过三色LED环形光源捕捉接触形变的光学信号，利用朗伯反射模型和泊松方程重建包含裂缝纹理特征的触觉图像。为实现裂缝特征的高效提取，提出了TSPC-Net (Tactile Segmentation of Pavement Cracks-Net)，融合残差深度可分离块（RDS）、通道与空间串行融合块（CSSF）及改进空洞空间金字塔池化模块（ASPP+），通过多尺度卷积操作增强对裂缝轮廓、分支及细微纹路的捕捉能力，并构建了路面裂缝触觉图像数据集，对模型进行了训练。消融试验显示，加入RDS块使准确率（ACC）提升0.6%，加入CSSF块可进一步提升0.7%，证明了所设计的模块加强了网络的特征提取能力。完整模型的ACC达0.841，交并比（IoU）达 0.829，显著优于U-Net、Segformer等传统视觉模型，证明了所提出的网络对裂缝轮廓的分割更为高效精准。研究成果为黑暗环境下的道路检测提供了新的技术路径。

针对大湾区软土分布广泛、公路建设需求迫切，且建筑渣土堆积量大、海水资源丰富的地域特点，提出利用热活化建筑渣土（TCS）与海水协同制备绿色泡沫轻质土技术。通过系统试验，探究了TCS替代水泥及海水拌和对泡沫轻质土性能的影响，涵盖新拌浆体（流动度、流变性、凝结时间和消泡率）与硬化体（抗压强度、水稳定性、水分传输、矿物组成和孔隙结构）。结果表明：掺入TCS并采用海水拌和虽然降低了新拌浆体工作性能，但可使浆体屈服应力和塑性黏度分别提升约76.9%和 73.8%，缩短凝结时间，抑制泡沫破裂，降低消泡率，提升泡沫稳定性；适量TCS可促使材料形成均匀封闭小孔结构，增强力学性能与耐水性。TCS中偏高岭土与海水中多元离子协同作用，生成更多C—(A)—S—H，优化孔结构，使抗压强度和软化系数最大增幅分别为63%和33.3%，毛细吸收系数最大降幅约45.6%。该技术可改善材料综合性能，满足路基要求，还能规模化消纳渣土、节约资源，实现性能与成本双赢，在大湾区软土高地下水位路基建设中具有良好应用前景。

采用循环三轴试验与X-ray CT扫描相结合的方法，分析了中-强风化泥岩粗粒土经不同强度渗透侵蚀作用后的动力特性变化，重点探讨了渗透侵蚀强度p₀、动偏应力σ_cyc、荷载频率f及围压σ₃对回弹模量E_d、阻尼比λ及累积塑性变形ε_p的影响，进行了孔隙三维重构，并提出了二维孔隙特征参数。结果表明：E_d与p₀负相关(p₀从0 kPa 增至70 kPa时，E_d由82.69 kPa降至51.88 kPa)，与f、σ_cyc、σ₃正相关；λ与p₀正相关,与f、σ₃负相关，且随σ_cyc增大先减后微增；ε_p与p₀、f、σ_cyc正相关(p₀从0增至70 kPa时，f=5 Hz与σ_cyc=100 kPa下应变幅值ε_pmax分别增长587.2%和764.2%)，与σ₃负相关。渗透侵蚀使试样内部形成连通孔隙通道，导致孔隙率增大、颗粒分布非均匀，渗流路径增加且形态趋于复杂；循环荷载虽使其整体密实度提高(孔隙比e减小)，但最大孔隙体积V_m仍扩大，同时形状因子F增大，分形维数D减小，表明孔隙形态和分布趋于规则化。试样的细观孔隙参数e、V_m、D与E_dmax呈显著的负相关性，与λ_st和ε_pmax呈显著的正相关性；F与E_dmax呈显著的正相关性，与λ_st和ε_pmax呈显著的负相关性。试样的η_e、ηV_m与宏观力学参数的相关性较强，η_F次之，η_D与宏观参数相关性较弱。

在道路设计、施工及维护过程中，回弹模量是反映路基土动态力学响应的重要指标。天然路基土通常处于非饱和状态，其回弹模量受基质吸力及吸排水路径影响。现有回弹模量预估模型对吸力滞后效应考虑不足，可能导致回弹模量预估偏差。通过对2种持水能力不同的天然砂土进行非饱和动三轴试验，获得了不同吸、排水路径下的回弹模量，发现在相同基质吸力下，排水路径下的回弹模量高于吸水路径。通过引入Bishop有效应力系数及其推算模型，并将其与目前主流的非饱和回弹模量预估模型耦合，提出了基于吸力应力的修正预估模型。通过将试验结果随机分为80%的拟合集及20%的验证集，在得到拟合参数的同时验证模型的泛用性，并对比不同模型组合的预估效果。结果表明:回弹模量与围压和基质吸力呈正相关，与偏应力呈负相关；在相同基质吸力下，不同吸排水路径下的回弹模量存在一定差异，其主要与吸力滞后引起的饱和度差异有关，可通过有效应力原理得到解释。综合拟合与验证结果，修正Ng回弹模量预估模型与K&K有效应力系数推算模型组合具有最佳预估效果，能够较好地考虑吸力滞后效应对不同吸排水条件下回弹模量的影响，可为非饱和路基回弹模量的预估及不同水力状态下路基的设计与维护提供参考。

随着斜拉桥服役年限增长，拉索锈蚀等引发的换索工程成为斜拉桥长寿保障亟需面对的重要挑战；但长期服役桥梁性能衰退情况不明，传统建模分析精度难以保障，换索全过程桥梁安全鲜有研究。为此，提出在役斜拉桥索群更换过程仿真与评估决策方法，实现换索过程的数值仿真、安全评估、决策优化。首先，提出基于服役状态实测索力与线形的桥梁有限元简化模型构建方法，融合试验索更换监测数据构建改进NSGA-Ⅱ多目标修正方法，获得全桥有限元简化模型；进而，对拆索索力重分布率、主梁位移与桥塔偏位3个基础变量开展权重研究，提出用于安全评估的换索综合影响指数C_II；最后，基于K-means算法，提出拉索索群影响区划分方法，量化单索拆除对索群整体安全的影响，随后基于非线性标准化方法和动态熵权法揭示多对索同时拆除时，基础变量的权重迁移规律，提出索群更换策略优化方法。并以某大跨斜拉桥为例，开展工程验证。结果表明：提出的有限元简化模型可精准表征桥梁服役情况，与换索前实测索力误差<3%、线形偏差在±5 mm内，基于试验索更换监测数据修正后的有限元模型，误差低于10%；对该桥25对索划分为高、中、低影响区，其中13~17号中长索突破了传统按索长划分局限，归入高影响区；在此基础上，制定该桥分级换索方案，推荐高影响区采用1对·次^-1更换（C_II=0.242±0.026），中影响区2对·次^-1（C_II= 0.273±0.044），低影响区4对·次^-1（C_II=0.226±0.089），跨区协调验证中ANOVA检验的p值为0.15，大于显著性水平，表明高、中、低影响区的C_II值在整体上没有显著的差异，即换索施工全局风险可控。研究可为斜拉桥全桥换索方案设计提供理论指导和技术支撑。

针对钢-UHPC组合梁中UHPC板和钢梁的几何与受力特点，分别采用Euler-Bernoulli梁和Timoshenko梁对其进行模拟，基于弹性力学基本微分方程，采用直接刚度法，建立考虑界面滑移的新型钢-UHPC组合梁有限元模型，并结合收缩徐变分析的初应变法，构建考虑收缩徐变效应影响的钢-UHPC组合梁单元有限元列式，研制出相应程序，对钢-非蒸养UHPC组合梁进行了收缩徐变下的长期挠度研究。结果表明：在常见跨高比简支梁中，该模型在计算精度上与双层Timoshenko方法相当；随着跨高比减小，双层Euler-Bernoulli法与ANSYS三维实体单元法的挠度计算结果偏差显著（例如，当跨高比为4时，双层Euler-Bernoulli法与双层Timoshenko解析解相比，偏差为5.90%~31.67%，ANSYS三维实体单元法与双层Timoshenko解析解相比，偏差为 0.26%~5.83%）；所提出的考虑收缩徐变的模型与ANSYS方法的长期挠度增加值最大偏差为8.3%；在收缩与徐变共同作用下，长期挠度与瞬时弹性挠度之比显著受界面抗剪刚度k_su和UHPC板厚的影响。研究成果可为钢-UHPC组合梁长期性能设计提供参考。

为适应桥梁在温度变化下的胀缩变形需求，提高桥梁结构的安全性与耐久性，降低维修养护成本，基于变形性能设计理念，提出了一种新型桥面连接板——半连续UHPC（超高性能混凝土）桥面连接板，并以该连接板为研究对象，开展了基于温度胀缩变形效应下的低周往复拟静力试验研究。试验结果表明：在往复位移荷载作用下，半连续UHPC桥面连接板表面未见明显损伤，且经板内钢筋脱黏处理后，试件的整体性及变形吸纳能力均有所提升。与传统UHPC桥面连接板的试验结果进行对比后发现：传统桥面连接板的弹性变形量仅为新型桥面连接板的20.2%；纵向受力钢筋为波形的设计可大幅降低其在往复位移加载下的应力，且对纵筋进行脱黏处理该效果更为明显，即使在大位移作用下钢筋应变仍基本处于弹性范围。研究还表明：脱黏处理可有效提高各道胀缝的变形协调性能，使试件的整体稳定性更好、伸缩变形量更大。

GFRP管海水珊瑚混凝土构件在远洋岛礁桥梁工程及基础建设中具有广泛的应用前景。为研究GFRP管海水珊瑚混凝土柱的抗震性能，以混凝土类型、环氧涂层钢筋配筋率、轴压比、剪跨比为主要参数，开展了低周往复抗震试验及理论分析，探讨了试件的破坏形态、承载力、延性、滞回耗能和等效黏滞阻尼比等性能变化规律。结果表明：GFRP管海水珊瑚混凝土柱破坏模式与GFRP管普通混凝土相似；珊瑚骨料的加入导致试件变形及耗能分别降低5.4%、5.7%，而海水、海砂使得承载力略有提高(1.3%)。GFRP管海水珊瑚混凝土柱的延性和滞回耗能随环氧涂层筋配筋率的提升而增加，轴压比对试件滞回曲线特征有显著影响。随着轴压比提高，骨架曲线下降段陡峭，而剪跨比增加引发承载力降低，极限位移增长。最后，建立了GFRP管海水珊瑚混凝土柱骨架曲线模型和抗震损伤评估模型，全过程量化揭示该新型组合结构性能与震损的发展变化。

近年来，国内外频繁发生的船桥碰撞事故造成了重大人员伤亡和经济损失。桥墩抗船撞防护至关重要，由此发展了多种不同类型防护装置。其中玻璃纤维增强材料（GFRP）具有轻质高强、耐腐蚀的特点，被广泛应用于桥梁防撞保护工程中。然而，关于其缓冲折减性能以及适用防护能量范围还存在争议。为准确评估该类防护装置性能，基于复合材料损伤本构模型（*MAT_54），首先制备GFRP试样开展了基本材料性能试验，标定了GFRP材料损伤模型各项参数，建立了既满足精度又兼顾效率的详细模拟方法。通过开展防撞装置内部耗能构件准静态压溃性能试验与冲击压溃性能试验，进行了有效性验证，并与2种既有损伤模型进行了对比。最后，基于验证后的数值模型评估了某全尺寸复合材料耐撞装置的防护性能。研究结果表明:采用标定的损伤模型参数能更准确模拟防护结构冲击响应，解决了采用既有模型参数导致性能不足的问题;既有参数会显著低估防撞装置损伤，该复合材料耐撞装置在3 000 t船舶撞击下的破损变形被低估了近40%。研究结论可为同类型防护装置低速冲击性能分析提供参考。

公路交通是交通领域的首要碳排放来源，且排放源复杂、贯穿基础设施全生命周期，传统分段核算方法难以支撑系统减排决策。全生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）方法虽在公路减排领域获得广泛关注，但因缺乏系统性视角的整合论述，其方法论价值尚未被充分认识，多局限于单一阶段或局部环节的核算。为此，系统梳理并整合已有大量仿真与实证研究，论述LCA方法在公路交通低碳发展中的先进性及其在减排治理中的重要性。研究发现，在先进性方面，LCA通过扩展核算边界至基础设施全生命周期，能够系统揭示各阶段碳排放的累积效应与跨阶段关联机制，识别关键排放热点与关联性，从而为面向全链条的精准协同减排提供系统视角与决策依据。在重要性方面，LCA有效克服了传统分段核算的局限，可完整揭示公路建设、养护及上游材料生产等环节中易被忽略的隐含碳排放，避免局部减排措施引发的系统性碳转移，支撑全链条减排，契合碳中和目标需求。综述成果旨在推动LCA从分散的核算工具上升为行业广泛认同的碳管控系统性方法论，为公路交通绿色转型提供理论参考。

自动驾驶车辆与其他交通参与者实现高效的信息交互、意图协商，对混驾环境下的交通安全与通行效率至关重要。基于分层强化学习框架，提出了一种基于车外人机交互界面的自动驾驶增强交互策略，实现了( external Human-Machine Interface， eHMI)系统与车辆决策规划的耦合。该策略包含高层策略和低层策略：高层策略根据交互状态生成交互决策和eHMI显示决策；低层策略综合高层策略输出和车辆状态执行运动控制，双层策略框架可以确保自动驾驶车辆(Autonomous Vehicle, AV)的显式意图表达与隐式轨迹规划的协同一致性。仿真试验结果表明：该策略在无信号交叉口左转-直行交互场景中，相比基线算法能够显著提升自动驾驶的效率和安全性，表现为通过时间下降5.8%~ 10.8%，碰撞率降至0%~2%，危险场景下PET平均提升10.6%。为进一步验证交互策略的有效性，构建人在环路驾驶模拟试验平台，搭建高保真的交叉口仿真场景，并据此重点设计了3种典型左转-直行交互场景以开展试验；试验招募了18名受试者，收集了162个交互片段，从交互效率、显式意图与隐式意图表达的一致性、车外人机交互界面有用性等多个维度进行了综合分析。试验结果表明：所提出的增强交互策略在多项关键指标上均表现优异，具体表现为冲突解决时间显著缩短，eHMI触发时刻的冲突时间差显著优化，以及eHMI有用性指标显著提高。

基于光纤的分布式声传感(Distributed Acoustic Sensing，DAS)系统为高速公路车辆运动检测及跟踪提供了一种大范围、低成本且无需额外供电的感知手段。然而，在实际工程应用中，DAS信号易受到环境振动、结构共振以及瞬态冲击等多源噪声的干扰，导致车辆特征信号淹没、到达时间估计不稳定，从而严重影响检测精度与轨迹重构的连续性与可靠性。针对上述问题，提出了一种面向公路车辆轨迹检测与跟踪的算法框架，旨在提升复杂环境下运动目标检测的可靠性。该算法首先通过建立车辆声振动传播模型，分析原始DAS信号的时频特性，并采用变分模态分解（Variational Mode Decomposition， VMD）对多通道信号进行自适应分解，通过提取具有物理意义的主振动模态，有效抑制宽带噪声与非平稳干扰，实现信号增强与特征重构。在此基础上，构建基于信号功率与过零率的双阈值检测机制，实现全光纤覆盖路段的车辆通行识别。最后，基于空间域卡尔曼滤波方法建立车辆运动状态模型，利用多通道观测信息的时序相关性，对车辆位置与速度进行递推估计，实现跨通道的轨迹连续重构与平滑优化。高速公路实际DAS监测数据、仿真验证及现场试验结果表明：所提V-KDT算法优于现有方法，在轨迹重构精度方面，相较于W-DT算法，到达时间RMSE降低约80.7%；在速度估计精度方面，相较于DT算法，速度RMSE降低约84.6%，具有良好的检测精度与鲁棒性，具备交通监测应用潜力。研究成果可为基于分布式光纤声学传感的车辆运动状态感知与智能交通监测提供有效的算法支持。

针对智能网联车辆在非结构化道路环境感知中存在道路边界模糊、光照干扰强及分割实时性不足等问题，提出一种面向车载部署的重参数化道路分割模型UST-Unet。该模型在网络前端引入基于门控融合机制的图像去雾恢复模块；在编码器端采用多分支卷积模块，通过多分支卷积与结构重参数化兼顾复杂路面纹理表征能力与推理开销；在解码器端进一步提出一种双路径感知模块TSC，以局部滑动查询与全局池化查询协同建模，实现道路边缘细节与整体拓扑结构的自适应融合。同时，构建了一个涵盖山间黄土路、砂石路、林间小道等多路况及晴天、阴天、雨雾天等多气象条件的非结构化道路高质量标注数据集。基于自建数据集的试验结果表明：UST-Unet交并比达88.07%、精确率达94.11%，较原始Unet分别提升12.85%、9.95%，相比于典型分割网络，在复杂地形、光照变化及植被遮挡等场景下具有更高的鲁棒性与稳定性；10.24帧·s^-1的推理速度与 29.29 M的参数量也能够满足非结构化道路下中低速自主导航任务车载边缘端的部署要求，为智能网联车辆全地形、全天候自主通行提供了一种高精度、易部署的道路感知方案。

随着智能汽车技术的不断发展，复杂城市环境对环境感知与高精度定位系统提出了更高要求。受限于城市环境中交通参与者众多、结构高度相似以及组合导航系统易受多径效应干扰等因素，传统定位方法在此类场景下易出现鲁棒性不足和检索效率下降。为提升复杂城市场景下基于激光雷达的位置匹配稳定性，针对姿态变化与复杂结构干扰带来的挑战，本文提出一种面向复杂城市环境的双描述符协同驱动位置重识别方法。首先，结合道路与建筑的相对位置关系，设计分层空间划分与地形检索机制，在保证快速检索的同时强化静态结构表达并抑制动态干扰。其次，针对激光雷达低垂直分辨率导致的特征提取不足，提出垂直分辨角分割与轮廓特征重编码策略，有效提升环境描述的丰富性与匹配稳定性。最后，考虑城市结构差异带来的局部几何不一致，提出结构感知的加权相似性度量方法，通过引入结构分布权重增强跨场景匹配的精度与鲁棒性。多尺度、多场景的实车试验结果表明，所提出方法在识别准确率、检索效率与姿态鲁棒性等方面均优于现有方法，体现了其在大尺度复杂城市场景中的有效性与实用性。

针对当前车辆轨迹预测方法难以有效抑制冗余空间交互、常忽略时空特征与运动意图因果关联的问题，提出一种基于自适应稀疏交互的车辆轨迹预测网络，主要包括时空编码器和因果多模态解码器。时空编码器方面，首先利用长短时记忆网络对运动特征进行高维映射和时序关系建模，其次提出基于稀疏Transformer的自适应稀疏空间交互模块，实现动态筛选关键交互车辆并抑制冗余车辆的影响，然后基于双向Mamba有效捕获运动状态的时序依赖，最后利用交叉融合模块实现空间交互特征与时序依赖表示的融合，最终提升对交通场景的时空建模能力。解码器端方面，因果多模态解码器通过双向Mamba建立运动意图特征与时空特征间的因果依赖，实现高效且准确的多模态轨迹预测。最后，在NGSIM、HighD、RounD和InD等多个真实数据集上开展模型评估试验。试验结果表明：提出的方法在均方根误差（RMSE）、最小最终位移误差（minFDE）及最小平均位移误差（minADE）方面领先于现有方法，取得最优性能。此外，因果多模态解码器提升了现有多种轨迹预测模型的性能表现，包括STDAN、WSiP、HLTP、STMF-IE、SSTT和VCIFormer。在NGSIM数据集中，上述模型在5 s预测时域的RMSE分别降低了56.46%、43.66%、55.07%、 54.55%、45.74%和47.92%，与此同时，推理延迟也大幅缩减了41.65%~59.69%，这一显著的性能验证了所提出方法的有效性与通用性。