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高铁气动荷载作用下隧道衬砌开裂体动力响应分析
1
作者
高阳
陈一铂
+1 位作者
徐伟铭
石松翰
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1201-1207,共7页
根据高速铁路隧道衬砌壁面气动荷载特性,在理论分析及模型试验基础上,采用数值模拟对列车风作用下衬砌开裂体固有频率和动力响应进行研究,分析了衬砌开裂体尺寸和气动荷载加载频率及峰值的影响,对气动荷载作用下衬砌裂损处的安全性进行...
根据高速铁路隧道衬砌壁面气动荷载特性,在理论分析及模型试验基础上,采用数值模拟对列车风作用下衬砌开裂体固有频率和动力响应进行研究,分析了衬砌开裂体尺寸和气动荷载加载频率及峰值的影响,对气动荷载作用下衬砌裂损处的安全性进行辨识.结果表明:开裂体固有频率与自身厚度之间存在线性关系,并随其长度增加而快速降低,下降幅度最高可达70.29%;开裂体位移响应随外荷载峰值增加而增加,且与荷载加载周期数正相关.外荷载频率接近结构固有频率时,结构的位移和速度均显著增加.当荷载频率为1和5 Hz时,开裂体悬臂端位移峰值分别为荷载频率3 Hz时的10.75%和13.62%.
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关键词
高铁隧道
列车风
固有频率
动力响应
衬砌开裂
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职称材料
高速铁路隧道衬砌裂缝内的气动压力特性
被引量：
6
2
作者
陈一铂
高阳
+3 位作者
赵维刚
马伟斌
王志伟
徐飞
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期89-95,共7页
针对高速铁路隧道缺陷混凝土衬砌裂缝扩展带来的影响,研究气动荷载作用下衬砌裂缝内气体压力的大小及分布规律。基于质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律,推导高速铁路隧道衬砌裂缝内控制体的气动压力方程并求解;应用FLUENT软件对裂...
针对高速铁路隧道缺陷混凝土衬砌裂缝扩展带来的影响,研究气动荷载作用下衬砌裂缝内气体压力的大小及分布规律。基于质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律,推导高速铁路隧道衬砌裂缝内控制体的气动压力方程并求解;应用FLUENT软件对裂缝内气动压力进行数值模拟,验证控制方程计算结果,并分析衬砌表面荷载幅值、裂缝开口量、裂纹深度、裂缝顶端宽度4种因素对裂缝内气动压力的影响。结果表明:沿着裂缝深度方向,气动压力呈增大趋势,且最大值发生在裂缝尖端处;衬砌表面荷载和裂缝开口量的增加会不同程度地促进压力峰值增加,裂缝顶端宽度的增加反而会造成缝内压力峰值降低,裂缝深度对压力峰值则几乎没有影响;裂缝内气动压力峰值与缝外气动压力幅值、裂缝开口量基本成正比关系,而与裂缝深度成反比关系,与裂缝顶端宽度二次方大致成反比关系;衬砌表面气压作为压力入口,其大小不会对裂缝内压力造成非线性影响。
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关键词
高速铁路隧道
衬砌结构
裂缝
气动压力
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职称材料
基于扩展离散元法的钢筋混凝土梁裂缝分析方法
被引量：
2
3
作者
高阳
郑新雨
+2 位作者
陈一铂
蒋宇静
孙浩凯
《世界桥梁》
北大核心
2020年第3期69-73,共5页
针对传统数值模拟方法难以准确模拟钢筋混凝土(RC)梁开裂的问题,提出一种改进的扩展离散元法(EDEM)。该方法引入拉伸-剪切破坏准则,建立六边形块体模型,块体接触处存在潜在裂缝,根据EDEM计算流程,将满足破坏准则的潜在裂缝转化真实裂缝...
针对传统数值模拟方法难以准确模拟钢筋混凝土(RC)梁开裂的问题,提出一种改进的扩展离散元法(EDEM)。该方法引入拉伸-剪切破坏准则,建立六边形块体模型,块体接触处存在潜在裂缝,根据EDEM计算流程,将满足破坏准则的潜在裂缝转化真实裂缝,实现裂缝的模拟。采用该方法建立二维RC梁模型,开展RC梁四点弯曲试验,结合理论计算,对其开裂模式、跨中位移及固有频率变化规律进行对比。结果表明:随着荷载增大,RC梁底部产生裂缝,当裂缝穿过梁宽度方向3/4时,向加载点方向延伸;基于RC梁跨中位移变化和固有频率连续下降的特征,可确定裂缝扩展和纵向受拉钢筋屈服导致的结构刚度降低过程;EDEM数值模拟结果与理论、试验结果基本吻合,该方法可有效模拟RC梁开裂和扩展过程。
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关键词
钢筋混凝土梁
裂缝
数值模拟
扩展离散元法
模型试验
位移
固有频率
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职称材料
题名
高铁气动荷载作用下隧道衬砌开裂体动力响应分析
1
作者
高阳
陈一铂
徐伟铭
石松翰
机构
石家庄铁道大学安全学院大型结构健康诊断与控制研究所
西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1201-1207,共7页
基金
河北省自然科学基金资助项目(E2021210032)
河北省中央引导地方科技发展资金资助项目(226Z5405G)
+1 种基金
河北省高等学校科学技术研究资助项目(JZX2024010)
东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室开放课题资助项目(CPCSME2023-03).
文摘
根据高速铁路隧道衬砌壁面气动荷载特性,在理论分析及模型试验基础上,采用数值模拟对列车风作用下衬砌开裂体固有频率和动力响应进行研究,分析了衬砌开裂体尺寸和气动荷载加载频率及峰值的影响,对气动荷载作用下衬砌裂损处的安全性进行辨识.结果表明:开裂体固有频率与自身厚度之间存在线性关系,并随其长度增加而快速降低,下降幅度最高可达70.29%;开裂体位移响应随外荷载峰值增加而增加,且与荷载加载周期数正相关.外荷载频率接近结构固有频率时,结构的位移和速度均显著增加.当荷载频率为1和5 Hz时,开裂体悬臂端位移峰值分别为荷载频率3 Hz时的10.75%和13.62%.
关键词
高铁隧道
列车风
固有频率
动力响应
衬砌开裂
Keywords
high-speed rail tunnel
train wind
natural frequency
dynamic response
lining cracking
分类号
U451 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
高速铁路隧道衬砌裂缝内的气动压力特性
被引量：
6
2
作者
陈一铂
高阳
赵维刚
马伟斌
王志伟
徐飞
机构
石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所
西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期89-95,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51978425,51808359)
中国铁路总公司科技研究开发计划课题(K2018G013)
河北省自然科学基金资助项目(E2019210356)。
文摘
针对高速铁路隧道缺陷混凝土衬砌裂缝扩展带来的影响,研究气动荷载作用下衬砌裂缝内气体压力的大小及分布规律。基于质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律,推导高速铁路隧道衬砌裂缝内控制体的气动压力方程并求解;应用FLUENT软件对裂缝内气动压力进行数值模拟,验证控制方程计算结果,并分析衬砌表面荷载幅值、裂缝开口量、裂纹深度、裂缝顶端宽度4种因素对裂缝内气动压力的影响。结果表明:沿着裂缝深度方向,气动压力呈增大趋势,且最大值发生在裂缝尖端处;衬砌表面荷载和裂缝开口量的增加会不同程度地促进压力峰值增加,裂缝顶端宽度的增加反而会造成缝内压力峰值降低,裂缝深度对压力峰值则几乎没有影响;裂缝内气动压力峰值与缝外气动压力幅值、裂缝开口量基本成正比关系,而与裂缝深度成反比关系,与裂缝顶端宽度二次方大致成反比关系;衬砌表面气压作为压力入口,其大小不会对裂缝内压力造成非线性影响。
关键词
高速铁路隧道
衬砌结构
裂缝
气动压力
Keywords
High-speed railway tunnel
Lining structure
Crack
Aerodynamic pressure
分类号
U451 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
基于扩展离散元法的钢筋混凝土梁裂缝分析方法
被引量：
2
3
作者
高阳
郑新雨
陈一铂
蒋宇静
孙浩凯
机构
重庆市轨道交通(集团)有限公司
石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所
长崎大学工学部
出处
《世界桥梁》
北大核心
2020年第3期69-73,共5页
基金
重庆市博士后科研资助项目(Xm2016015)
西藏科技计划项目(XZ201801-GB-07)
中国铁路总公司科技研究开发重大课题(K2018G013)。
文摘
针对传统数值模拟方法难以准确模拟钢筋混凝土(RC)梁开裂的问题,提出一种改进的扩展离散元法(EDEM)。该方法引入拉伸-剪切破坏准则,建立六边形块体模型,块体接触处存在潜在裂缝,根据EDEM计算流程,将满足破坏准则的潜在裂缝转化真实裂缝,实现裂缝的模拟。采用该方法建立二维RC梁模型,开展RC梁四点弯曲试验,结合理论计算,对其开裂模式、跨中位移及固有频率变化规律进行对比。结果表明:随着荷载增大,RC梁底部产生裂缝,当裂缝穿过梁宽度方向3/4时,向加载点方向延伸;基于RC梁跨中位移变化和固有频率连续下降的特征,可确定裂缝扩展和纵向受拉钢筋屈服导致的结构刚度降低过程;EDEM数值模拟结果与理论、试验结果基本吻合,该方法可有效模拟RC梁开裂和扩展过程。
关键词
钢筋混凝土梁
裂缝
数值模拟
扩展离散元法
模型试验
位移
固有频率
Keywords
reinforced concrete beam
crack
numerical simulation
extended discrete element method
model test
displacement
natural frequency
分类号
U448.34 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U446 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高铁气动荷载作用下隧道衬砌开裂体动力响应分析
高阳
陈一铂
徐伟铭
石松翰
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
2
高速铁路隧道衬砌裂缝内的气动压力特性
陈一铂
高阳
赵维刚
马伟斌
王志伟
徐飞
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
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下载PDF
职称材料
3
基于扩展离散元法的钢筋混凝土梁裂缝分析方法
高阳
郑新雨
陈一铂
蒋宇静
孙浩凯
《世界桥梁》
北大核心
2020
2
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职称材料
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