车辆-路面耦合振动系统模型与仿真分析 被引量：23

1

作者 张丙强 李亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期35-38,共4页

基于二分之一的四自由度车辆振动模型,把路面简化成Kelvin地基上Euler梁,通过非线性动态轮胎力,建立车路耦合系统的分析模型及其动力平衡方程;通过轮胎和路面的位移协调条件对耦合方程进行解耦,采用模态叠加法和New-mark积分法对耦合方... 基于二分之一的四自由度车辆振动模型,把路面简化成Kelvin地基上Euler梁,通过非线性动态轮胎力,建立车路耦合系统的分析模型及其动力平衡方程;通过轮胎和路面的位移协调条件对耦合方程进行解耦,采用模态叠加法和New-mark积分法对耦合方程组进行求解。数值分析表明:轮胎作为参振子系统对路面的影响基本可以忽略不计,考虑轮胎作为参振子系统下车体的最大竖向位移是没有考虑情况下的1.2倍左右。并对车辆运动初速度、加速度、以及路面不平顺对车体振动影响进行了分析。 展开更多

关键词 车辆 路面 动态轮胎力 振动模型 仿真分析

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人-车-路耦合系统振动分析及舒适度评价 被引量：16

2

作者 张丙强 李亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期1-5,15,共6页

基于人体动力模型和7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁进行模拟,通过车轮与路面接触处的位移协调方程和车路相互作用力的平衡关系建立人-车-路耦合振动方程,采用New-mark积分法对方程组进行求解。对小型汽车在路面上行走过... 基于人体动力模型和7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁进行模拟,通过车轮与路面接触处的位移协调方程和车路相互作用力的平衡关系建立人-车-路耦合振动方程,采用New-mark积分法对方程组进行求解。对小型汽车在路面上行走过程进行了仿真分析,采用乘坐舒适度指标对人体振动舒适性进行评价,为从乘坐舒适度角度来评价路面不平顺提供了理论依据,并对路面级别、车速、乘坐者数量以及车辆各参数对系统振动的影响进行了初步讨论。 展开更多

关键词 人-车-路系统 乘坐舒适度 振动方程 人体模型 路面不平度

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人车路系统三维耦合振动分析及舒适度评价 被引量：4

3

作者 张丙强 李亮 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期302-307,318,共7页

基于将车身视作三维弹性梁、车轮为刚性体的全车模型,人体采用坐姿并联动力模型,路面简化成Kelvin地基上的板,通过轮胎的刚性滚子接触模型将车辆与路面耦合在一起,建立起考虑人车、车路耦合作用的用于评价车辆乘坐舒适度的三维人车路耦... 基于将车身视作三维弹性梁、车轮为刚性体的全车模型,人体采用坐姿并联动力模型,路面简化成Kelvin地基上的板,通过轮胎的刚性滚子接触模型将车辆与路面耦合在一起,建立起考虑人车、车路耦合作用的用于评价车辆乘坐舒适度的三维人车路耦合系统振动模型,并推导出其运动平衡方程;通过Galerkin法对路面方程进行离散,采用New-mark积分法对耦合系统方程组进行求解,对人车路系统振动响应进行了分析;采用人体加权振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对系统各参数对车辆乘坐舒适度的影响进行探讨。数值分析表明:传统模型下车辆乘坐舒适度指标与本文模型的指标相差最高可达到约30%;在分析车辆振动响应及乘坐舒适度时,不能忽视车辆与路面、人体与车辆相互作用,系统各参数对车辆乘坐舒适度都有一定程度的影响。 展开更多

关键词 人车路系统 梁单元 弹性板 仿真分析 舒适度评价

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半无限平面双孔平行隧道渗流场解析研究 被引量：22

4

作者 张丙强 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期125-131,共7页

以镜像法和渗流力学理论为基础,推导了半无限平面双孔近距平行隧道稳定渗流场的解析解,并与数值解进行了对比验证。对2个平行隧道间距,注浆圈和初期支护的渗透系数、厚度等参数对隧道涌水量和初期支护后水压力的影响进行了分析。研究结... 以镜像法和渗流力学理论为基础,推导了半无限平面双孔近距平行隧道稳定渗流场的解析解,并与数值解进行了对比验证。对2个平行隧道间距,注浆圈和初期支护的渗透系数、厚度等参数对隧道涌水量和初期支护后水压力的影响进行了分析。研究结果表明:随着2个隧道水平间距的增大,隧道的涌水量和衬砌后水压力逐渐增大;当隧道中心水平间距大于隧道半径的20倍时,水平间距的影响几乎可以忽略不计;随着其中一个隧道埋深的逐渐增大,该隧道涌水量和初期支护后水压力逐渐减小,而邻近隧道涌水量和初期支护后水压力先减小后增大;随着隧道注浆圈渗透系数的减小和注浆圈厚度的增大,隧道涌水量和初期支护后水压力均逐渐减小;随着隧道初期支护渗透系数的减小和初期支护厚度的增大,隧道涌水量逐渐减小,初期支护后水压力却逐渐增大。 展开更多

关键词 双孔平行隧道 镜像法 渗流力学 渗流场解析 涌水量

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大断面隧道硐室应力集中系数及拱部衬砌承载力分析 被引量：4

5

作者 张丙强 李亮 《矿业工程》 CAS 2004年第6期17-20,共4页

基于弹塑性有限元原理 ,对大断面隧道硐室在简单二维应力场下的应力集中系数的分布进行了分析 ,并对硐室周边最大应力集中系数随扁平率的变化进行了讨论 ;然后采用大位移非线性有限元理论对隧道拱部混凝土衬砌在均布径向荷载作用下的临... 基于弹塑性有限元原理 ,对大断面隧道硐室在简单二维应力场下的应力集中系数的分布进行了分析 ,并对硐室周边最大应力集中系数随扁平率的变化进行了讨论 ;然后采用大位移非线性有限元理论对隧道拱部混凝土衬砌在均布径向荷载作用下的临界承载力和极限承载力进行了计算 ,并讨论了其随矢跨比变化的情况。 展开更多

关键词 大断面隧道 承载力分析 混凝土衬砌 扁平率 矢跨比 荷载作用 非线性有限元 硐室 最大应力 临界

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侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析 被引量：1

6

作者 张丙强 李亮 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2012年第5期927-931,共5页

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适... 采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明:静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s. 展开更多

关键词 人-车-路系统 振动方程 脉动风场 乘坐舒适度

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竖向环境振动对人车路系统耦合振动的影响 被引量：5

7

作者 张丙强 《动力学与控制学报》 2012年第2期186-191,共6页

为分析竖向环境振动对人车路系统耦合振动的影响,人体采用并联动力模型,车辆采用7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上梁单元进行模拟,通过车路之间的动态轮胎力建立起考虑竖向环境振动作用的人车路耦合振动方程;运用New-mark积分法对... 为分析竖向环境振动对人车路系统耦合振动的影响,人体采用并联动力模型,车辆采用7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上梁单元进行模拟,通过车路之间的动态轮胎力建立起考虑竖向环境振动作用的人车路耦合振动方程;运用New-mark积分法对方程组进行求解,采用人体竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价;对地震波频率和地震波幅值对系统振动的影响进行讨论,以及车辆乘坐舒适度和乘坐者人体生理反应进行分析.数值分析结果表明:竖向环境振动加剧了人车路系统的振动,显著增大了车辆乘坐舒适度指标;地震波频率和地震波幅值对车辆乘坐舒适度的影响都很大. 展开更多

关键词 人-车-路系统 耦合振动 竖向环境振动 均方根值 乘坐舒适度

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地震作用对车辆-道路系统耦合振动的影响 被引量：2

8

作者 张丙强 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第6期728-733,共6页

车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型.将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向... 车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型.将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向地震荷载共同作用下车路耦合方程,采用New-mark积分法对耦合方程组进行求解.数值分析结果表明,分析模型下,车路耦合系统的动力响应取决于地震荷载,而地震荷载作用会使车辆的行驶安全性和乘坐舒适性明显下降;横向地震荷载对车辆和路面的横向振动有显著影响,对车辆的竖向振动可忽略;竖向地震荷载对车辆和路面的竖向振动影响较大,对车体的横向振动有一定程度的影响,以至于在评判车辆运行安全性时必须考虑其影响. 展开更多

关键词 车辆-道路系统 耦合振动 地震荷载 动力响应

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浅埋连拱隧道地震反应分析 被引量：1

9

作者 张丙强 蔡雪峰 陈敏慧 《中南公路工程》 2007年第3期68-71,共4页

基于动力有限元对连拱隧道结构-围岩体系进行分析的原理,对浅埋连拱隧道在地震动作用下的反应进行了初步研究,并对隧道埋深及中墙参数对地震反应的影响进行了分析,得出了一些有用的结论。

关键词 地震 连拱隧道 动力响应 有限元

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软土地层浅埋圆形隧道非达西渗流场解析研究 被引量：8

10

作者 张丙强 王启云 卢晓颖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4377-4384,共8页

软土在低水力坡降下的渗流会偏离达西定律,即为非达西渗流模式。假设孔隙水渗透服从指数渗流模式,采用镜像法原理推导了浅埋单孔和双孔圆形隧道非达西渗流场的解析解。结合算例,对浅埋圆形隧道非达西渗流解析解与达西渗流解析解进行了... 软土在低水力坡降下的渗流会偏离达西定律,即为非达西渗流模式。假设孔隙水渗透服从指数渗流模式,采用镜像法原理推导了浅埋单孔和双孔圆形隧道非达西渗流场的解析解。结合算例,对浅埋圆形隧道非达西渗流解析解与达西渗流解析解进行了对比分析与验证,并对非达西渗流指数、隧道周围土体与衬砌渗流系数比值对隧道渗流场的影响进行了讨论。结果表明:非达西渗流指数、渗流系数比值对隧道渗流量和周围土体孔压均有较大的影响;随着渗流指数逐渐增大,土体内水头损失加快,隧道周围土体孔压及渗流量逐渐减小;随着土体与衬砌渗流系数比值逐渐增大,衬砌排水能力增强,隧道渗流量逐渐增大,隧道周围土体孔压减小更大。 展开更多

关键词 软土 圆形隧道 非达西渗流 镜像法 渗流解析解

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浅埋大跨度连拱隧道地震反应分析 被引量：21

11

作者 杨小礼 张丙强 +2 位作者 王志斌 邹金锋 李亮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期991-996,共6页

在动态有限元理论的基础上,对浅埋大跨度连拱隧道进行地震反应分析。通过工程分析,求解浅埋大跨度连拱隧道地震反应的结构内力,与单拱隧道内力进行对比分析。研究结果表明:连拱隧道中隔墙上部在地震力作用下最大位移、速度、加速度响应... 在动态有限元理论的基础上,对浅埋大跨度连拱隧道进行地震反应分析。通过工程分析,求解浅埋大跨度连拱隧道地震反应的结构内力,与单拱隧道内力进行对比分析。研究结果表明:连拱隧道中隔墙上部在地震力作用下最大位移、速度、加速度响应值分别为0.107 m,0.580 m/s和4.297 m/s2,比同烈度下单拱隧道的地震反应值大得多;浅埋连拱隧道洞顶以及中隔墙上部是抗震的薄弱环节,也是拉应力集中区;隧道边墙是压应力集中区;与单拱隧道相比,连拱隧道的抗震能力较弱。 展开更多

关键词 地震 大连拱隧道 动力响应

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c,φ相关性对边坡整体稳定性的影响 被引量：26

12

作者 李亮 张丙强 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期62-68,共7页

在边坡的Bishop条分法的基础上,令安全系数F=1,得到相应的极限状态方程。然后根据结构可靠度原理的JC法,将土的抗剪强度指标看作随机变量,推导出Bishop条分法的可靠度指标的计算公式。对土层剖面引入随机场模型,把土的抗剪强度指标c,φ... 在边坡的Bishop条分法的基础上,令安全系数F=1,得到相应的极限状态方程。然后根据结构可靠度原理的JC法,将土的抗剪强度指标看作随机变量,推导出Bishop条分法的可靠度指标的计算公式。对土层剖面引入随机场模型,把土的抗剪强度指标c,φ的点变异性和空间变异性联系起来。各层c,φ均具有空间自相关性。对于互相关性,假定同一土层内c,φ有互相关性,土层与土层之间c,φ无互相关性的。结合一数值算例分析了c,φ的自相关性和互相关性对可靠度指标的影响。为了方便,只计算了按安全系数法搜索最危险滑动面上的可靠度指标。数值结果表明:c,φ的自相关性与互相关性对边坡整体稳定可靠度指标的影响是显著的;应用JC法研究Bishop条分边坡的整体稳定时,可靠度指标有时也会不收敛。 展开更多

关键词 岩土工程 边坡稳定性 抗剪强度指标 自相关性 可靠度指标 互相关性

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移动荷载作用下底部局部脱空地基梁力学响应研究

13

作者 张丙强 李佳遥 +1 位作者 潘钦锋 黄志斌 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期162-168,共7页

目的针对地基由于塑性变形、雨水冲蚀等引起混凝土路面底部产生的脱空效应,方法 将底部局部脱空混凝土路面简化为跨越空洞的弹性地基梁,采用Kelvin地基模型模拟路基对路面的作用,建立移动荷载作用下局部脱空地基梁动力响应控制方程,运... 目的针对地基由于塑性变形、雨水冲蚀等引起混凝土路面底部产生的脱空效应,方法 将底部局部脱空混凝土路面简化为跨越空洞的弹性地基梁,采用Kelvin地基模型模拟路基对路面的作用,建立移动荷载作用下局部脱空地基梁动力响应控制方程,运用振型叠加法推导地基梁动力响应解析解。通过与既有理论方法计算结果对比,验证本文方法的正确性。然后采用推导出的理论解析解探讨荷载移动速度、地基弹性系数、地基梁抗弯刚度和脱空区宽度对地基梁动力响应的影响。结果 分析表明:忽略地基梁底部局部脱空的影响,将导致地基梁动力响应理论计算值偏小。地基梁底部局部脱空对脱空区正上方梁的振动位移影响较大,而对脱空区外侧地基梁的振动位移影响较小。地基梁抗弯刚度越小,脱空区宽度对地基梁中点振动位移最大值的影响越显著。当地基梁底部脱空区宽度与梁计算长度的比值为2/9时,地基梁中点振动位移最大值约为不考虑地基梁底部脱空影响时的5倍。增大地基梁抗弯刚度和地基弹性系数可以减小跨越空洞区地基梁中点振动位移,但当地基梁底部脱空区宽度大于1/3梁的计算长度时,提高既有地基弹性系数的控制效果反而较差。结论 混凝土路面底部脱空会加剧车辆荷载下的动力响应。 展开更多

关键词 局部脱空梁 动力响应 模态叠加法 移动荷载 黏弹性地基

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隧道下穿诱发既有管道-土体非协调变形解析研究 被引量：2

14

作者 潘钦锋 张丙强 黄志斌 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期637-645,共9页

为分析隧道下穿既有管道施工时既有管道底部脱空对其挠曲响应的影响,提出隧道下穿施工诱发既有管道-土体非协调变形理论模型及其解析解.首先,将既有管道视为无拉力Pasternak地基上的Euler梁,根据管道与底部土体的接触状态,建立下穿施工... 为分析隧道下穿既有管道施工时既有管道底部脱空对其挠曲响应的影响,提出隧道下穿施工诱发既有管道-土体非协调变形理论模型及其解析解.首先,将既有管道视为无拉力Pasternak地基上的Euler梁,根据管道与底部土体的接触状态,建立下穿施工引起既有管道-土体非协调变形控制方程,并推导出既有管道挠曲计算式;然后,采用提出的理论方法,探讨了既有管道脱空区上部竖向土压力、抗弯刚度及其所处位置地层沉降槽宽度和最大值等参数对其底部脱空区长度的影响;最后,提出下穿施工引起既有管道底部脱空区长度的参数归一化经验计算式,进一步简化新建隧道下穿施工引起既有管道挠曲的计算方法.研究结果表明:既有管道底部脱空区长度与2个归一化参数(既有管道抗弯刚度与地基刚度比、既有管道脱空区上部竖向土压力与地层自由沉降槽最大值比)呈较好的相关性,其拟合公式计算值与理论数据的相关系数接近于1. 展开更多

关键词 管道-土体非协调变形 脱空区长度 PASTERNAK地基 隧道下穿 隧道挠曲轨面变形

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高速列车荷载作用下粗粒土填料累积变形试验研究 被引量：9

15

作者 王启云 魏心星 +3 位作者 张丙强 林华明 肖南雄 罗才松 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期149-157,共9页

为揭示高速列车荷载作用下路基粗粒土填料的累积应变特性,构建室内单元模型试验系统,利用MTS模拟列车动载作用,开展5万次循环加载试验,获得了累积应变与加载次数的关系曲线,探讨动应力幅值、加载频率、降雨入渗量等因素对累积应变的影... 为揭示高速列车荷载作用下路基粗粒土填料的累积应变特性,构建室内单元模型试验系统,利用MTS模拟列车动载作用,开展5万次循环加载试验,获得了累积应变与加载次数的关系曲线,探讨动应力幅值、加载频率、降雨入渗量等因素对累积应变的影响。结果表明,在动应力幅值为25~200 kPa、加载频率为2~8 Hz的荷载作用下,粗粒土填料的累积应变在0.3%~1%之间,且随动应力幅值、频率的增加而增大。当加载频率超过6 Hz时,累积应变增加速率显著增大。降雨入渗导致粗粒土填料累积应变增加达1倍以上,且随着入渗量的增大,累积应变呈先急剧增大而后缓慢增加的趋势。根据试验结果提出粗粒土填料累积应变与加载次数的指数双曲函数预测模型,建立了模型参数与加载频率、动应力幅值及降雨入渗量的函数关系,利用试验数据验证了模型的合理性。研究结果可为高速铁路粗粒土路基工后沉降预测与控制提供参考。 展开更多

关键词 粗粒土填料 累积应变 模型试验 高速列车荷载 降雨入渗

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铁路粗粒土填料蠕变及颗粒破碎特性试验研究 被引量：1

16

作者 王启云 康健 +3 位作者 张丙强 魏心星 肖南雄 项玉龙 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第7期70-77,共8页

粗粒土被广泛用作铁路路基填料,其蠕变特性对路基的长期沉降与服役性能有重要影响。利用自制粗粒土填料单元模型试验系统,开展系列二维蠕变试验,探索竖向应力、降雨入渗等因素对蠕变及颗粒破碎的影响;试验后对试样进行颗粒分析,据此建... 粗粒土被广泛用作铁路路基填料,其蠕变特性对路基的长期沉降与服役性能有重要影响。利用自制粗粒土填料单元模型试验系统,开展系列二维蠕变试验,探索竖向应力、降雨入渗等因素对蠕变及颗粒破碎的影响;试验后对试样进行颗粒分析,据此建立能同时考虑降雨入渗量、破碎率Bg和荷载的双曲线蠕变预测模型,并且基于确定的静力荷载分布模式及含水率分布公式,建立了粗粒土路基蠕变变形分析模型,分析不同轨道型式条件的路基蠕变变形。结果表明,在50~300 kPa荷载作用下,粗粒土填料蠕变稳定后应变为0.05%~0.101%,且呈衰减型增长趋势;在蠕变过程中颗粒破碎以大粒径颗粒破裂为主、研磨为辅,降雨入渗导致粗粒土填料的颗粒破碎,粒径发生改变;粒组含量的变化总量随荷载增大而显著增大,随降雨入渗强度增加呈先迅速增加而后缓慢增加的趋势;蠕变预测模型计算值与试验值较为吻合,降雨入渗引起路基蠕变变形增幅可以达到80%。研究结果可为高速铁路粗粒土路基变形分析提供参考。 展开更多

关键词 铁路路基 粗粒土 蠕变 颗粒破碎 模型试验 降雨入渗

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考虑颗粒破碎效应的粗粒土填料累积变形试验研究 被引量：6

17

作者 王启云 肖南雄 +2 位作者 张丙强 项玉龙 魏心星 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期117-124,共8页

循环动力荷载作用导致粗粒土填料颗粒破碎,影响其工程特性。为揭示高速列车荷载作用下粗粒土填料的颗粒破碎及其累积变形特性,采用MTS加载系统模拟列车对粗粒土填料的动载作用,分析动应力幅值、加载频率和振动次数对颗粒破碎宏细观特征... 循环动力荷载作用导致粗粒土填料颗粒破碎,影响其工程特性。为揭示高速列车荷载作用下粗粒土填料的颗粒破碎及其累积变形特性,采用MTS加载系统模拟列车对粗粒土填料的动载作用,分析动应力幅值、加载频率和振动次数对颗粒破碎宏细观特征的影响。利用不均匀系数定义颗粒破碎量度指标,提出考虑颗粒破碎的粗粒土填料累积应变计算模型,探讨颗粒破碎量度指标与动应力幅值、加载频率及振动次数的关系。结果表明,在列车荷载作用下粗粒土填料的颗粒破碎方式以破裂、研磨为主。各粒组含量的变化值、不均匀系数均随动应力幅值、加载频率、振动次数的增加而增大。在动应力幅值为10~200 kPa、作用频率为2~12 Hz的荷载作用下,粗粒土的颗粒破碎量度指标为0~0.4,累积应变在0.1%~1.0%之间。 展开更多

关键词 粗粒土 累积应变 颗粒破碎 不均匀系数

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高速铁路路基粗粒土填料颗粒破碎演化特征研究 被引量：6

18

作者 王启云 肖南雄 +2 位作者 张丙强 项玉龙 魏心星 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1071-1080,共10页

为揭示高速铁路路基粗粒土填料颗粒破碎过程,构建室内单元模型,模拟粗粒土填料填筑和列车荷载作用过程,重点探讨动应力幅值、加载频率及降雨入渗强度等因素对颗粒破碎的影响。利用2个颗粒破碎度量指标分析粗粒土填料的颗粒破碎过程。研... 为揭示高速铁路路基粗粒土填料颗粒破碎过程,构建室内单元模型,模拟粗粒土填料填筑和列车荷载作用过程,重点探讨动应力幅值、加载频率及降雨入渗强度等因素对颗粒破碎的影响。利用2个颗粒破碎度量指标分析粗粒土填料的颗粒破碎过程。研究结果表明:粗粒土填料在填筑时,颗粒破碎方式以破裂、破碎为主,在动力循环荷载作用下,颗粒破碎方式以破裂、研磨为主;破碎指标B_(g),ΔD随动应力幅值、加载频率的增大而增加,随降雨入渗强度的增加呈先增大后减小的趋势;粗粒土填料破碎后,粒径分布具有良好的分形特性,且分形维数D与颗粒破碎指标B_(g)存在良好的线性关系。利用试验结果建立了动力循环荷载作用下粗粒土填料破碎指标ΔD与累积应变ε的关系表达式。 展开更多

关键词 路基 粗粒土 颗粒破碎 分形维数

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高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性分析 被引量：1

19

作者 王启云 肖南雄 +2 位作者 张丙强 项玉龙 魏心星 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期114-121,共8页

路基振动变形影响列车运行安全与舒适性,开展高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性的研究具有重要意义。利用MTS加载系统和自制模型箱,构建室内粗粒土填料单元模型试验系统,模拟列车的动载作用,对粗粒土填料开展5万次循环加载试验... 路基振动变形影响列车运行安全与舒适性,开展高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性的研究具有重要意义。利用MTS加载系统和自制模型箱,构建室内粗粒土填料单元模型试验系统,模拟列车的动载作用,对粗粒土填料开展5万次循环加载试验,获得振动变形与加载次数的关系曲线,探讨动应力幅值、加载频率对振动变形的影响。结果表明,在动应力幅值为25~200 kPa、加载频率为2~8 Hz的循环荷载作用下,粗粒土填料的初始振动应变为0.0010~0.0038,5万次加载后稳定振动应变为0.0008~0.0020;振动应变与加载次数呈负幂函数关系,且随动应力幅值、加载频率的增加而增大。根据试验结果建立路基基床振动变形分析模型,验证模型的合理性。研究结果可为高速铁路粗粒土路基的振动状态评价提供参考依据。 展开更多

关键词 高速列车荷载 粗粒土填料 振动变形 加载次数

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盾构隧道下穿铁路轨道群引起路基沉降的数值模拟分析 被引量：2

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作者 邓能伟 王鸣涛 +1 位作者 张丙强 吴波 《建井技术》 2017年第2期52-58,共7页

以福州地铁一号线罗汉山站—福州火车站区间隧道为依托工程,对盾构隧道下穿铁路轨道群引起的路基沉降进行了三维有限元数值模拟分析。结果表明:(1)隧道盾构施工过程中,拱肩处塑性变形最为明显,轨道线正下方路基的最大沉降值出现在隧道... 以福州地铁一号线罗汉山站—福州火车站区间隧道为依托工程,对盾构隧道下穿铁路轨道群引起的路基沉降进行了三维有限元数值模拟分析。结果表明:(1)隧道盾构施工过程中,拱肩处塑性变形最为明显,轨道线正下方路基的最大沉降值出现在隧道正上方。双线开挖最大沉降值大于单独开挖隧道一侧所产生的最大沉降值,增长量在8.2%~10.1%之间。隧道开挖结束后,塑性范围仅分布在隧道上部周围土体中,高度约为6.2m,即约1倍隧道直径。(2)盾构掘进对工作面前方土体的影响范围在20 m内,对后方土体的影响范围在30 m内,总体影响范围约为隧道直径的6倍。对后方30m处影响达到最大累积沉降量;对前方20m开外(含20m)沉降几乎无影响。左、右隧道正上方地表的最大沉降值均出现在隧道中间正上方位置。(3)路基沉降监测值与计算结果虽存在一定差距,但整体规律基本一致。 展开更多

关键词 盾构隧道 数值模拟 路基沉降 塑性区 上软下硬地层

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