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基于行车试验的高铁无砟轨道路基动力放大系数及动应力预测公式
1
作者 杨奇 刘佳 +3 位作者 徐方 董俊利 冷伍明 聂如松 《铁道学报》 北大核心 2025年第6期161-169,共9页
高速铁路路基的动应力幅值显著影响其累积沉降和长期动力稳定性,且路基动应力沿深度的分布直接关系基床层的设计(如厚度和压实标准)。基于现场行车试验所得大样本数据,采用数理统计方法,系统分析高速铁路无砟轨道路基的动应力幅值及其... 高速铁路路基的动应力幅值显著影响其累积沉降和长期动力稳定性,且路基动应力沿深度的分布直接关系基床层的设计(如厚度和压实标准)。基于现场行车试验所得大样本数据,采用数理统计方法,系统分析高速铁路无砟轨道路基的动应力幅值及其沿深度的衰减规律,探索路基动力放大系数与车速的关系,提出考虑轴重、车速和路基深度影响的路基动应力预测公式。研究结果表明,当列车速度小于临界速度150 km/h时,路基面动力放大系数不随车速的变化而改变;当车速大于等于150 km/h时,其随车速按0.001 5变化率线性增大;动力放大系数随路基深度增加而增大。列车速度越快,路基动应力沿深度的衰减速率越大,路基面下3 m处的动应力已基本不受车速的影响。路基动应力衰减系数随深度呈双曲线函数变化;基于所提动应力预测公式分析获得无砟轨道路基基床层厚度的上限值为2.1 m。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 路基动应力 动力放大系数 基床层厚度
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分级变围压条件下粉土路基填料回弹模量试验研究
2
作者 陈有为 冷伍明 +4 位作者 徐方 张期树 董俊利 聂如松 杨奇 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期625-635,共11页
新型预应力路基通过施加水平预应力,改善路基土的围压状态,可达到路基加固或路基病害整治的目的。为探究水平预应力对粉土路基填料回弹特性的影响,开展同一试样分级变围压的系列循环动三轴试验,研究该条件下粉土填料回弹模量的变化规律... 新型预应力路基通过施加水平预应力,改善路基土的围压状态,可达到路基加固或路基病害整治的目的。为探究水平预应力对粉土路基填料回弹特性的影响,开展同一试样分级变围压的系列循环动三轴试验,研究该条件下粉土填料回弹模量的变化规律,并提出了相应的回弹模量经验预测模型。试验结果表明:分级增大围压不仅可提高粉土填料的回弹模量,还可改善试样的应力状态,使原本常围压下呈塑性破坏的试样最终转变为弹性稳定状态。每次分级增长围压均会引起试样回弹模量的瞬时骤增,而后其值随动荷载作用振次逐步趋于稳定。分级变围压的振次间隔会影响试样回弹模量的稳定值,且振次间隔越小,试样回弹模量的稳定值越高。就稳定型试样而言,低动应力水平下增大围压引起的试样回弹模量增幅大于高动应力水平的试验工况。分级增大围压对试样回弹模量的增益效应并不能补偿含水率增加带来的负面影响。基于试验结果,改进现有回弹模量预测模型,提出了综合考虑路基土动应力状态和应力历史的回弹模量预测模型,并对分级变围压加载下稳定试样的回弹模量进行预测,取得了良好的预测效果。研究结果可为进一步揭示水平预应力加固路基的效果和机制提供参考,同时对预应力路基的设计具有重要指导意义。 展开更多
关键词 粉土路基填料 回弹模量 分阶段变围压 动三轴试验 影响因素
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降雨对江底凹形纵坡隧道排水池区段的影响及排水报警方法
3
作者 袁立刚 冷伍明 +3 位作者 姜涌 朱铁环 安永林 岳健 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1369-1382,共14页
内陆地区的城市越江道路隧道如果采用凹形大纵坡,又未在两洞之间设置联络通道时,排走洞内积水依赖于设在凹形纵坡最低处衬砌环内的行车道板之下的排水池。为了探明降雨对江底隧道排水池区段结构的影响规律以及预防事故的发生,首先,针对... 内陆地区的城市越江道路隧道如果采用凹形大纵坡,又未在两洞之间设置联络通道时,排走洞内积水依赖于设在凹形纵坡最低处衬砌环内的行车道板之下的排水池。为了探明降雨对江底隧道排水池区段结构的影响规律以及预防事故的发生,首先,针对所研究隧道进行了5年的现场调查研究,获得了降雨影响下的隧道上方江水位的变化特性;然后,基于现场调查研究成果建立三维数值模型。通过数值模拟,研究降雨对江底凹形纵坡隧道排水池区段的衬砌结构与内置排水池结构的受力性状的影响;最后,在现场调查与数值模拟的基础上,通过编制程序与模型试验研究相应的排水报警方法。研究结果表明:降雨导致江水位上涨使排水池池壁沿纵向的轴力增大,主要是因为凹形纵坡最低处的排水池池壁受到了两边斜坡段结构的偏心夹持;如果降雨导致衬砌结构漏水,会牵连影响到内置的排水池结构,使排水池池壁局部的内力明显增大;如果降雨导致排水池充满水,虽然会使衬砌环的最大压应力有所减小,但会使排水池池壁顶部的弯矩明显增大;在排水池内安装水位自动传感器,当排水池内的水位达到低水位报警水位、高水位报警水位、关闭隧道报警水位时都能够自动报警,编制了相应的PLC(可编程逻辑控制器)程序以实现上述功能;并通过排水报警模型试验,验证了所编制的PLC程序是有效的。研究成果可为隧道的健康服役及其雨灾智能防控利用和参考。 展开更多
关键词 降雨 江底隧道 凹形纵坡 排水池区段 力学影响 排水报警方法
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预应力水平和加固模式对铁路路基变形特性的影响
4
作者 张期树 董俊利 +3 位作者 徐方 冷伍明 吴爽爽 王文兵 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期18-28,共11页
为探究预应力加固铁路路基的工作性能,以路基变形作为评价指标,基于模型试验建立三维有限元模型,研究预应力水平和加固模式对路基变形的影响效应,并提出路基病害的防治对策。结果表明:当路基采用预应力结构加固防护时,可将预应力转换成... 为探究预应力加固铁路路基的工作性能,以路基变形作为评价指标,基于模型试验建立三维有限元模型,研究预应力水平和加固模式对路基变形的影响效应,并提出路基病害的防治对策。结果表明:当路基采用预应力结构加固防护时,可将预应力转换成附加围压约束路基变形,从而改善路基服役性能;预应力加固路基沉降小于未加固路基,预应力50 kPa下线路中心处沉降衰减率为8.64%,当预应力增大至100 kPa时沉降衰减率可达17.44%;预应力结构对路基的减沉作用可从路基加固区扩散至非加固区,预应力50 kPa下非加固区端部沉降衰减率为6.76%,而当预应力增大至100 kPa时沉降衰减率升至13.92%;单排加固模式下,第3排和第4排的加固效果优于其他排,且加固区受预应力结构位置影响显著。可在病害区就近坡面处布置预应力结构并施以合适预应力,实现路基病害整治与加固强化。 展开更多
关键词 铁路路基 预应力结构 沉降衰减率 加固模式 三维有限元模型
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粗糙度对单桩竖向承载变形特性影响的试验研究 被引量：2
5
作者 冷伍明 丁荣锋 +4 位作者 杨奇 陈琛 邓煜晨 徐方 阮波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1597-1607,共11页
为探究桩侧粗糙度对单桩承载变形特性的影响规律,自主研发了多功能桩基静动力模型试验系统,构建了光滑、随机型及带肋规则型桩侧界面的模型单桩,通过3D形态扫描计算获得了桩侧表面粗糙度Rn,基于此开展了饱和砂土中单桩静载模型试验。试... 为探究桩侧粗糙度对单桩承载变形特性的影响规律,自主研发了多功能桩基静动力模型试验系统,构建了光滑、随机型及带肋规则型桩侧界面的模型单桩,通过3D形态扫描计算获得了桩侧表面粗糙度Rn,基于此开展了饱和砂土中单桩静载模型试验。试验结果表明:(1)粗糙度越大,单桩极限承载力和桩的割线刚度越大,桩顶沉降及其卸载回弹量越小,带肋桩能够有效提高桩基承载力并控制桩顶变形。(2)粗糙度越大,桩侧阻力越大,桩端附近侧阻力的强化效应越明显,桩侧阻力的分布模式随桩顶荷载增大由“单驼峰”到“锥顶柱”再至“斜坡”依次演变。(3)β值(β法中参数)随桩侧粗糙度的增大而增加,随深度增加而衰减。带肋桩的极限侧阻力及β值远大于砂纸和光滑桩,揭示了埋深和粗糙度对β值影响规律的机制。(4)桩侧粗糙度会影响砂土地基中桩端荷载传递函数类型,光滑桩、砂纸桩桩端荷载传递函数呈双曲线型,带肋桩呈直线型。上述研究结果对深刻认识桩侧粗糙度对单桩承载变形特性影响规律和机制具有重要参考价值。 展开更多
关键词 桩侧粗糙度 模型试验 饱和砂土 桩侧阻力 桩端阻力
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风荷载和列车共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性研究 被引量：1
6
作者 冷伍明 周思危 +7 位作者 阮波 聂如松 袁立刚 门小雄 董俊利 李家通 沈一凡 赵洋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3179-3188,共10页
我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利... 我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利用风积沙作为铁路路堤填料的新型结构。为研究列车荷载和风荷载共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性计算方法,基于折线滑动法原理,对路堤结构进行分层分区,采用极限平衡方法,推导出列车荷载和沙漠风荷载共同作用下铁路风积沙包芯路基的稳定性系数计算公式并编制计算程序。结合和若铁路风积沙包芯路基的工程实例,验证了该计算方法的可行性。基于该计算程序,研究了风荷载大小、风向角、路堤填筑高度、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡稳定性系数的影响,分析了风向角、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度的影响。计算结果表明,风积沙包芯路基边坡稳定性系数与风荷载大小近似呈线性负相关,与风向角大小呈非线性正相关。风积沙包芯路基边坡稳定性系数富余量与路堤填筑高度呈负相关。风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度与风向角大小呈非线性负相关,与风积沙填料的内摩擦角大小近似呈线性负相关。建议风积沙包芯路基边坡设计中应考虑风荷载的影响。研究成果可供沙漠地区风积沙包芯路基设计借鉴和采用。 展开更多
关键词 风积沙 包芯路基 风荷载 列车荷载 边坡稳定性分析 路基基床结构
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新型预应力路基的静动载试验系统及应用分析
7
作者 徐方 吴其长 +3 位作者 董俊利 冷伍明 张期树 杨奇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4520-4531,共12页
为深入研究静力加载与列车循环动荷载作用下新型预应力路基的工作性状,研制缩尺预应力路基模型试验系统(包括相似设计、模型箱构建、路基模型填筑、轨道结构设计、预应力施加方法、静力加载系统和列车动荷载模拟),开展不同预应力和列车... 为深入研究静力加载与列车循环动荷载作用下新型预应力路基的工作性状,研制缩尺预应力路基模型试验系统(包括相似设计、模型箱构建、路基模型填筑、轨道结构设计、预应力施加方法、静力加载系统和列车动荷载模拟),开展不同预应力和列车轴重下的静动力模型试验,通过监测路基各测点处的竖向和侧向变形、加速度和动位移,量化分析施加水平预应力对路基性能的改善规律,深入分析预应力构件与路基结构的协同工作机理。研究结果表明,施加的预应力经扩散后可引起路基面产生隆起变形,当单排侧压力板施加100 kPa预压应力后,路基面最大隆起量为0.062 mm;荷载板试验中,相较于无预应力工况,预应力100 kPa下各测点处的沉降量下降了9.93%~15.77%。此外,预应力可限制荷载作用下路基坡面的外挤变形;列车动荷载试验下,各测点处的加速度和动位移均随预应力的增加而减小;预应力100 kPa下测点处的动位移幅值为无预应力工况下的82.97%~91.63%,说明施加预应力对路基的动力变形存在切实的抑制效应。研制的预应力路基静动载模型试验系统,为揭示水平预应力对路基静动力性能的强化机制提供了切实可行的物理和试验技术平台,获得的分析结果对明晰预应力加固对铁路路基服役性能的影响规律具有指导意义。 展开更多
关键词 预应力路基 试验系统 静动载 变形 加固性能
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双线重载铁路路基动力响应规律研究 被引量：4
8
作者 董俊利 冷伍明 +3 位作者 徐方 张期树 杨奇 刘思慧 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期145-155,共11页
建立双线重载线路的轨枕-路基-地基三维有限元仿真模型,分析双线重载路基的动力响应规律。研究发现,列车于本侧轨道下方路基面引起的动应力沿横向均呈“马鞍形”分布。上行线列车通过时,本侧线路钢轨下方路基动应力均随深度的增加而减小... 建立双线重载线路的轨枕-路基-地基三维有限元仿真模型,分析双线重载路基的动力响应规律。研究发现,列车于本侧轨道下方路基面引起的动应力沿横向均呈“马鞍形”分布。上行线列车通过时,本侧线路钢轨下方路基动应力均随深度的增加而减小;不同运行模式下,路基中心处动应力则均随深度的增加先增大后减小。路基面竖向动位移沿横向呈现明显的凹形分布特性,满载列车单向运行引起的动位移峰值可达到空载列车单向运行的5.36倍。列车轴重对路基速度响应的影响相对较小;轴重由25 t增至30 t时,本侧线路钢轨下方路基面处加速度峰值增加约10%。双线列车运行引起的路基动力响应水平大于单向列车运行的工况;上行线满载列车在下行线钢轨下方路基面引起的加速度、速度和动位移峰值均大于空载列车单向运行于下行线的工况。 展开更多
关键词 双线重载铁路 路基 有限元分析 动力响应
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新线、帮宽及既有高铁路基系统的沉降及稳定性研究 被引量：2
9
作者 吴竞一 汪春亮 +4 位作者 徐方 李旭阳 彭扬发 杨奇 冷伍明 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第6期58-64,71,共8页
为指导路基拓宽建设形成新旧路基相互作用系统的设计、分析及评价,以杭台铁路浙江省温岭段新线路基、泡沫混凝土帮宽路基和既有路基系统为工程背景,采用现场监测和有限元仿真相结合的方法,研究该复杂系统的沉降、不均匀沉降和稳定特性... 为指导路基拓宽建设形成新旧路基相互作用系统的设计、分析及评价,以杭台铁路浙江省温岭段新线路基、泡沫混凝土帮宽路基和既有路基系统为工程背景,采用现场监测和有限元仿真相结合的方法,研究该复杂系统的沉降、不均匀沉降和稳定特性。监测表明,新线路基填筑初期,其地基沉降受施工荷载的影响较大,呈现出一定的局部回弹和波动现象;随路基填土厚度增加,该回弹波动逐步减小,仿真沉降与实测沉降最终偏差小于5%。轻质泡沫混凝土帮宽施工期间,既有路基的最大沉降位置逐渐由其路基面中心位置过渡至既有路基与帮宽路基的交接处,且帮宽施工期间既有路基的沉降不足2 mm,其沉降量和沉降速率均远小于报警值。帮宽施工完成后,由于软土层的固结效应,既有路基会经历较长的固结沉降过程,其后续固结沉降占最终沉降的比例可达71.4%。泡沫混凝土帮宽会引起既有路基和帮宽路基产生微量倾斜(倾斜率不足0.05%),不影响既有路基线路和帮宽路基线路的平稳运行及正常排水性能。既有路基和泡沫混凝土帮宽路基的反压护道效应,促使整个路基系统的潜在危险滑动面出现在新线路基的远侧边坡位置。 展开更多
关键词 高速铁路 路基 帮宽建设 沉降 不均匀沉降 稳定性
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列车荷载作用下风积沙包芯路基动力响应试验研究 被引量：1
10
作者 周思危 聂如松 +2 位作者 阮波 冷伍明 董俊利 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2707-2721,共15页
我国沙漠铁路沿线优良填料极其匮乏而风积沙资源相对丰富,但风积沙存在级配不良、结构松散等缺陷,不宜直接用作基床填料。风积沙包芯路基兼顾经济环保与力学性能,就地取用沿线风积沙填筑基床底层,取用卵石土对其包边封层。通过对风积沙... 我国沙漠铁路沿线优良填料极其匮乏而风积沙资源相对丰富,但风积沙存在级配不良、结构松散等缺陷,不宜直接用作基床填料。风积沙包芯路基兼顾经济环保与力学性能,就地取用沿线风积沙填筑基床底层,取用卵石土对其包边封层。通过对风积沙包芯路基开展现场实车动测,获得路基动响应与振动能量的空间分布特征以及随轴重和车速的变化规律。研究结果表明:路基动应力沿深度的衰减主要集中于路基面以下0~0.6 m和1.5~2 m范围内,加速度沿边坡的衰减主要在距轨道中心5 m范围内。动应力和加速度幅值均随轴重和车速的提高明显增大,衰减速率随轴重的增加而降低。动应力频谱服从倍频规律和幅值调制效应,0~2 Hz的低频振动对动应力起控制作用。加速度振级集中分布于12.5~31.5 Hz中心频段内,0~10 Hz的低频段振级沿边坡衰减剧烈,10~40 Hz高频段振级的衰减相对较小。振动总能量沿路堤边坡耗散近80%,总能量在各频带上的聚集量:频带2>频带1>频带3>频带4。各频带能量均随轴重和车速的增加而增大,增长幅度随频带的提高逐级递减。研究成果可以为沙漠铁路路基工程的后续建管标准与运维实践提供参考。 展开更多
关键词 沙漠铁路 风积沙 包芯路基 动响应测试 振动能量
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基于扰动状态概念的砂土-混凝土桩接触面荷载传递模型研究
11
作者 邓煜晨 陈琛 +2 位作者 杨奇 冷伍明 徐方 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期550-561,共12页
基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土... 基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土接触面的力学特性的影响规律,分析接触面模型初始剪切系数、模型扰动参数(A和Z)对桩-砂土接触面荷载传递模型的作用机制。研究结果表明:1)混凝土桩-砂土接触面易呈现应变软化,在低法向应力条件下,混凝土桩-密砂接触面的应变软化程度最大。2)模型扰动参数Z在数值上近似等于孔隙比。模型扰动参数A越大,砂土与混凝土桩接触面的软化显著程度越大。参数A随着密实度增大而增大。随着法向应力增大,密砂的扰动参数A呈近似线性衰减,松砂和中密砂的扰动参数A近似呈双折线衰减。3)初始剪切系数k_s随着法向应力增大而增大,密实度越大,增速越快。4)基于扰动状态概念的桩-砂土接触面荷载传递模型可靠、参数的物理意义明确且易确定,能很好地表征桩-砂土接触面的应变软化及硬化等力学特征。 展开更多
关键词 密实度 桩-砂土接触面 荷载传递模型 扰动状态概念
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新型预应力路基动力变形特性试验研究
12
作者 董俊利 冷伍明 +2 位作者 张期树 徐方 李亚峰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期118-131,共14页
为推进新型预应力路基应用于实际工程,开展列车荷载作用下预应力路基的动力变形特性研究尤显迫切。通过建立1:5的预应力路基缩尺模型,探究列车轴重和预应力水平对预应力路基短期/长期动力变形特性的影响,建立常规/预应力路基三维动力有... 为推进新型预应力路基应用于实际工程,开展列车荷载作用下预应力路基的动力变形特性研究尤显迫切。通过建立1:5的预应力路基缩尺模型,探究列车轴重和预应力水平对预应力路基短期/长期动力变形特性的影响,建立常规/预应力路基三维动力有限元模型,进一步分析预应力加固机制。结果表明:①循环动荷载作用下,路基动位移响应具有显著周期性;②路基各测点处的弹性变形与列车轴重近似呈线性递增关系;③路肩处弹性变形随预应力的增加而减小,且列车轴重的影响程度大于预应力水平;④提高预应力水平可降低路基累积沉降的发展速率,表明预应力路基在抗变形能力方面具有突出优势;③预应力加固构件对基床层侧向动变形的约束作用从路基坡面到路基内部逐渐弱化。研究揭示了列车荷载作用下预应力路基在动力稳定方面的积极作用,同时为后续工程应用中的沉降预测和状态评估提供有益参考。 展开更多
关键词 铁路预应力路基 重载列车 模型试验 变形特性 加固机制
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重载铁路粗粒土填料动力特性及累积变形分析 被引量：71
13
作者 冷伍明 周文权 +3 位作者 聂如松 赵春彦 刘文劼 杨奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期728-736,共9页
重载铁路路基比普通铁路和高速铁路要承受更大的动力荷载,路基本体的动力变形更加明显。重载铁路路基的核心层绝大部分为粗粒土,为了探讨重载铁路路基粗粒土填料在列车往复荷载作用下的变形和强度特性,开展了一系列大型动三轴试验,探讨... 重载铁路路基比普通铁路和高速铁路要承受更大的动力荷载,路基本体的动力变形更加明显。重载铁路路基的核心层绝大部分为粗粒土,为了探讨重载铁路路基粗粒土填料在列车往复荷载作用下的变形和强度特性,开展了一系列大型动三轴试验,探讨了不同动应力幅值、不同围压、不同含水率对粗粒土土样累积变形的影响,分析了不同静强度和围压时动强度的特点,并根据粗粒土土样在不同围压和动应力作用下的变形规律,即增大围压或减小动应力有助于增强土体稳定,提出了基于累积变形发展趋势的路基粗粒土变形稳定界限状态和判别准则,并给出了判别准则参数。研究结果对重载铁路路基的动力变形稳定性评价和基于动力变形控制的路基设计具有参考价值。 展开更多
关键词 重载铁路 粗粒土 动强度 临界动应力 累积应变
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竖向受荷桩极限承载力计算的可靠性分析
14
作者 肖建勇 饶有权 冷伍明 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3131-3141,共11页
为深入探究竖向受荷桩极限承载力3种典型计算模型(双曲线模型、指数曲线模型和灰色理论模型)的可靠性,基于具有极限承载力的95根试桩数据,详细分析3种单桩竖向极限承载力计算模型预测行为的不确定性。研究发现3种计算模型均可基于未达... 为深入探究竖向受荷桩极限承载力3种典型计算模型(双曲线模型、指数曲线模型和灰色理论模型)的可靠性,基于具有极限承载力的95根试桩数据,详细分析3种单桩竖向极限承载力计算模型预测行为的不确定性。研究发现3种计算模型均可基于未达到破坏状态单桩的荷载-沉降数据序列预测其极限承载力,但具有一定的不确定性。编制的计算程序SIMUPU有效提高了单桩极限承载力的计算效率,具有良好的实用性。结合程序分析结果,提出单桩竖向承载力计算模型不确定性的分析方法,阐明了计算模型不确定性的统计特征,发现计算模型的不确定性系数统计均值可用于修正并提高模型预测单桩极限承载力的可靠性。基于双曲线模型极值点法预测的单桩极限承载力普遍偏大,且离散性较大,偏于不安全;采用双曲线模型最大曲率点法确定单桩极限承载力的不确定性系数均值虽接近1.0,但其预测结果的可靠性略有降低。指数曲线模型和灰色理论模型的预测结果整体略偏小,且二者预测结果较为接近,预测所得单桩极限承载力的可靠性优于双曲线模型。基于工程试验桩的应用分析表明,单一计算模型可能产生较大误差,基于本文可靠性分析方法,同时采用3种计算模型进行预测、修正、取均值,可获得更为可靠的单桩极限承载力。研究成果可为单桩极限承载力的分析和获取提供参考和依据。 展开更多
关键词 竖向受荷桩 极限承载力 计算模型 可靠性 不确定性
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重载铁路路基压实粗颗粒土填料动力破坏规律试验研究 被引量：24
15
作者 冷伍明 刘文劼 +2 位作者 赵春彦 周文权 杨奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期640-646,共7页
重载铁路常常通过提高货车轴重来达到增加运量的目的,而大轴重货车运行会对路基粗颗粒土填料产生较大的循环动力作用,这容易导致路基塑性变形过大甚至使路基发生破坏,而这些病害均与粗颗粒土填料的动力破坏规律有关。为研究该类填料在... 重载铁路常常通过提高货车轴重来达到增加运量的目的,而大轴重货车运行会对路基粗颗粒土填料产生较大的循环动力作用,这容易导致路基塑性变形过大甚至使路基发生破坏,而这些病害均与粗颗粒土填料的动力破坏规律有关。为研究该类填料在动力作用下的破坏规律进行了一系列大型动三轴试验,分析了围压和含水率对填料塑性变形增长的影响,根据塑性变形增长的特点将试样分为了稳定试样和破坏试样,由此得出了临界动应力的表达公式,并探讨了不同轴重下路基破坏的可能性。此外,还分析了围压和含水率对粗颗粒土填料动强度的影响,结果表明,填料静、动强度之间具有很好的相关性,通过归一化处理提出了利用静强度推求相应动强度的公式。 展开更多
关键词 重载铁路 粗颗粒土填料 大型动三轴试验 塑性变形 临界动应力 动强度
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重载铁路路基足尺模型试验研究 被引量：31
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作者 冷伍明 梅慧浩 +3 位作者 聂如松 赵春彦 刘文劼 粟雨 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期1-6,18,共7页
以朔黄重载铁路为工程背景,通过构建重载列车模拟加载系统和路基足尺模型,开展路基动力响应试验,分析了在循环加载条件下路基的动力响应特性。试验结果表明,路基中不同深度动应力峰值均随着轴重的增加而增加,轴重越大,动应力的影响深度... 以朔黄重载铁路为工程背景,通过构建重载列车模拟加载系统和路基足尺模型,开展路基动力响应试验,分析了在循环加载条件下路基的动力响应特性。试验结果表明,路基中不同深度动应力峰值均随着轴重的增加而增加,轴重越大,动应力的影响深度越大,路基中动应力随深度的增加呈负指数衰减趋势。路肩处动位移峰值随轴重的增加而线性增加。当轴重增加到30 t后,路基达到临界破坏状态,可见按照原朔黄铁路路基建造标准,其最大运行列车轴重约为27 t,如再增加列车轴重,路基需预先采取强化措施。试验结果对建造运行列车模拟加载系统及足尺路基模型具有借鉴参考意义,同时有助于深刻理解列车轴重对路基动力响应特性的影响。 展开更多
关键词 重载铁路 路基 足尺模型 轴重 动应力
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新型预应力路基结构与性能初探 被引量：27
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作者 冷伍明 聂如松 +2 位作者 杨奇 赵春彦 梅慧浩 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期111-119,共9页
路基病害多发,与路基顶部土体围压不足和边坡无侧向约束关系密切,提出一种既能增加围压又能强制约束边坡的预应力路基结构,介绍其构造方法和特点,结合土力学理论和有关研究成果,论证和探讨通过水平预应力提高围压对路基土体的静、动力... 路基病害多发,与路基顶部土体围压不足和边坡无侧向约束关系密切,提出一种既能增加围压又能强制约束边坡的预应力路基结构,介绍其构造方法和特点,结合土力学理论和有关研究成果,论证和探讨通过水平预应力提高围压对路基土体的静、动力和变形性能的积极影响,分析预应力钢筋、侧压力板对提高路基边坡稳定性的机理,最后探讨这种新型路基结构在路基工程中的应用前景。 展开更多
关键词 围压 预应力 路基结构 构造方法 性能
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高速铁路桥梁桩基工后沉降组合预测研究 被引量：45
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作者 冷伍明 杨奇 +1 位作者 聂如松 岳健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3341-3348,共8页
通过现场沉降监测,获取了高速铁路桥梁桩基沉降的大量实测数据。据此分析了成桥过程中桩基沉降发展的规律及其沉降曲线特点。对桩基最终沉降,采用单项预测模型进行了拟合预测,通过预测效果的评价指标分析,指出了客运专线铁路无碴轨道铺... 通过现场沉降监测,获取了高速铁路桥梁桩基沉降的大量实测数据。据此分析了成桥过程中桩基沉降发展的规律及其沉降曲线特点。对桩基最终沉降,采用单项预测模型进行了拟合预测,通过预测效果的评价指标分析,指出了客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南中评价预测模型合理性仅局限于相关系数指标的不足,建议引入均方误差MSE、平均绝对百分比误差MAPE和平均绝对误差MAE指标进行综合检验、评价,并提出了这些评价指标相应的参考值。引入组合预测模型进行高速铁路桥梁工后沉降预测,对比分析现有组合预测模型的特点,提出了高速铁路桥梁桩基工后沉降预测应遵循的具体步骤和原则。研制了桥梁桩基沉降加权组合预测电算程序BriFSCF,可大大提高预测准确度和效率。通过工程实例验证表明,最小二乘准则下的最优组合预测方法效果较好,可作为预测的优选模型。其结果可供高速铁路合理铺设轨道时间的确定、工后沉降计算参考和利用。 展开更多
关键词 高速铁路 桥梁桩基 现场监测 工后沉降 组合预测模型
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新型预应力路基水平向附加应力扩散规律研究 被引量：16
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作者 冷伍明 艾希 +4 位作者 徐方 张期树 杨奇 聂如松 刘晓豪 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1445-1454,共10页
基于弹性理论,推导了新型预应力路基内水平向附加应力计算公式,并获得了预应力自坡面向路堤内的扩散规律;同时运用ABAQUS有限元软件建立三维预应力路基模型,分析了不同侧压板布设位置下路堤内的水平向附加应力分布情况。研究表明:①理... 基于弹性理论,推导了新型预应力路基内水平向附加应力计算公式,并获得了预应力自坡面向路堤内的扩散规律;同时运用ABAQUS有限元软件建立三维预应力路基模型,分析了不同侧压板布设位置下路堤内的水平向附加应力分布情况。研究表明:①理论公式的适用条件为侧压板上边界距路肩距离不小于2.0 m;②板覆盖区(除板左下角点外)路基内水平向附加应力系数及其衰减速率随距路堤坡面水平距离的增加逐渐减小,且水平向附加应力逐步由"腹鼓形"差异分布过渡呈"腹平状"较均匀分布;③距侧压板距离大于0.1 m时,附加应力系数随水平距离增加先增大后减小,且扩散峰值点距坡面水平距离随外延距离的增加而增大;④通过合理布置板间距,可在路堤受荷核心区外部形成一道连续、稳定、有效的受压加固区,进而改善路堤土体受力状态,提高路堤整体服役性能。研究成果可为预应力路基的设计计算和推广应用提供理论基础和参考。 展开更多
关键词 预应力 路基 侧压力板 水平向附加应力 扩散规律 板间距
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铁路桥梁群桩基础桥墩自振频率计算分析和应用研究 被引量：27
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作者 冷伍明 何群 +1 位作者 徐林荣 王永和 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期72-76,共5页
基于悬臂杆自振频率计算原理，推导了桥墩自振的当量质量，并在此基础上，将群桩基础桥墩作为一个空间整体，研制了更能反映实际情况的群桩基础桥墩自振频率三维计算程序，其计算结果与实测值吻合较好。利用该程序对大量正常状态下群桩... 基于悬臂杆自振频率计算原理，推导了桥墩自振的当量质量，并在此基础上，将群桩基础桥墩作为一个空间整体，研制了更能反映实际情况的群桩基础桥墩自振频率三维计算程序，其计算结果与实测值吻合较好。利用该程序对大量正常状态下群桩基础桥墩的计算结果，结合实测资料，提出了正常状态群桩基础桥墩的最低自振频率参考限值的统计表达式。 展开更多
关键词 桥墩 群桩基础 自振频率 三维矩阵分析 铁路桥
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