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风屏障端部缓冲结构对列车动力性能的影响
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作者 陶玮 娄平 孙震 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期509-522,共14页
为解决高速列车进入或者离开桥梁风屏障区域时,列车运行环境的快速切换导致其气动荷载发生突变从而影响列车运行安全性和乘坐舒适性的问题,提出2种在桥梁风屏障端部设置的缓冲结构:透风率渐变式缓冲结构和高度渐变式缓冲结构。缓冲结构... 为解决高速列车进入或者离开桥梁风屏障区域时,列车运行环境的快速切换导致其气动荷载发生突变从而影响列车运行安全性和乘坐舒适性的问题,提出2种在桥梁风屏障端部设置的缓冲结构:透风率渐变式缓冲结构和高度渐变式缓冲结构。缓冲结构能实现高速列车在桥梁风屏障内部和外部区域的平稳过渡。基于改进的延迟分离涡模拟方法,建立曲线式风屏障-高速列车-桥梁系统以及2种缓冲结构的CFD模型,对比研究2种缓冲结构对风屏障引起的高速列车气动荷载突变程度的减缓效果。在此基础上,建立车-轨-桥系统耦合动力学模型,并采用多体动力学软件UNIVERSAL MECHANISM从行车安全性角度分析2种缓冲方案的效果。研究结果表明:桥梁风屏障端部设置透风率渐变式缓冲结构能够有效降低高速列车进入或离开风屏障区域时气动荷载系数幅值,同时,使列车进入风屏障区域时迎风面压力平缓下降,并减小列车周围涡旋结构尺寸,对列车气动荷载突变效应的减缓效果显著优于高度渐变式缓冲结构;此外,设置透风率渐变式缓冲结构能更好地降低高速列车进出桥梁风屏障区域时轮重减载率和脱轨系数最大值,显著提高列车的运行安全性。研究结果为进一步保障强风区域桥上高速列车安全平稳运行提供参考。 展开更多
关键词 高速列车 风屏障 气动荷载突变 缓冲结构 数值模拟 动力性能
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重载铁路过渡段路基动力响应特性试验研究 被引量:23
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作者 聂如松 梅慧浩 +3 位作者 冷伍明 赵春彦 李亚峰 涂仁盼 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期101-115,共15页
掌握列车移动荷载作用下路基的动力响应特性可为路基沉降预测,状态评估提供依据。开展重载铁路过渡段路基动力响应测试,研究动位移峰值沿线路纵向及边坡方向的变化规律,分析路肩处动位移峰值的随机分布规律。研究列车动荷载作用下路基... 掌握列车移动荷载作用下路基的动力响应特性可为路基沉降预测,状态评估提供依据。开展重载铁路过渡段路基动力响应测试,研究动位移峰值沿线路纵向及边坡方向的变化规律,分析路肩处动位移峰值的随机分布规律。研究列车动荷载作用下路基的动力响应特征,并揭示振动能量沿路基边坡的衰减规律。结果表明:列车动荷载对路基的作用具有明显的周期性,可将相邻车厢的两个前后转向架作为一个加载单元,在该加载单元的重复作用下路肩处的动位移峰值服从正态分布。重载列车动荷载作用下路基的振动频率主要分布在0~20Hz范围内,振动能量从路肩向坡脚方向衰减剧烈,基床层受列车动荷载影响显著,而基床以下路基受列车动荷载影响非常微小。分析结果有助于评估列车荷载作用下路基的瞬时及长期动力稳定性,同时为采用模型试验及数值分析手段研究路基动力响应特性时准确模拟重复列车动荷载提供了思路。 展开更多
关键词 重载铁路 动力响应测试 动位移峰值 振动频率 振动能量
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重载铁路粗粒土填料累积变形预测模型与应用 被引量:11
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作者 周文权 冷伍明 +1 位作者 聂如松 杨奇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期100-107,共8页
为研究重载铁路粗粒土基床层在循环荷载作用下的累积变形发展规律,开展了不同围压、动应力幅值和含水率的大型动三轴试验。分析了各种条件下粗粒土试样的轴向累积应变-循环振次的关系与变化规律,提出了一个适合路基粗粒土累积应变计算... 为研究重载铁路粗粒土基床层在循环荷载作用下的累积变形发展规律,开展了不同围压、动应力幅值和含水率的大型动三轴试验。分析了各种条件下粗粒土试样的轴向累积应变-循环振次的关系与变化规律,提出了一个适合路基粗粒土累积应变计算的预测模型,明确了模型参数的物理意义及确定方法,并应用该模型分析计算了不同轴重和填料种类的粗粒土基床层累积变形,此外还探讨了预测模型的适用范围。研究成果可为重载铁路基床层沉降计算提供理论参考。 展开更多
关键词 重载铁路 粗粒土 累积变形 临界动应力 动应力比
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重载列车作用下CRTSⅢ型板式轨道结构力学特性试验研究 被引量:9
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作者 曾志平 何贤丰 +1 位作者 余志武 魏炜 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期581-588,共8页
通过建立CRTSⅢ型板式无砟轨道结构1:1足尺试验模型,开展30 t轴重列车作用下轨道结构力学特性试验,获得800万次疲劳试验后轨道结构力学性能演化特征。研究结果表明:疲劳荷载作用下,CRTSⅢ型板式无砟轨道各层动力响应基本呈逐渐增加之势;... 通过建立CRTSⅢ型板式无砟轨道结构1:1足尺试验模型,开展30 t轴重列车作用下轨道结构力学特性试验,获得800万次疲劳试验后轨道结构力学性能演化特征。研究结果表明:疲劳荷载作用下,CRTSⅢ型板式无砟轨道各层动力响应基本呈逐渐增加之势;800万次疲劳荷载作用后,扣件竖向动、静刚度分别增加24.77%和23.94%,竖向动静刚度比变化不明显;隔离层竖向动、静刚度分别增加152.27%和136.11%,动静刚度比减小6.4%;底座竖向加速度最大值增加67.4%;底座混凝土板中处拉、压应力最大值分别增加55.6%和26.3%。研究成果对于开展重载铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构研究具有参考价值。 展开更多
关键词 重载列车 CRTSⅢ型板式无砟轨道 试验 力学特性
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重载铁路基床填料低围压静三轴试验研究 被引量:7
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作者 聂如松 董俊利 +2 位作者 程龙虎 梅慧浩 李亚峰 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2707-2715,共9页
为真实模拟基床表层填料在较低围压下的受力特性,选取朔黄铁路路基基床层填料的低液限粉土,在室内开展一系列不同围压、含水率及不同试验条件下的静三轴试验,探究含水率、围压及试验方法对应力应变曲线及抗剪强度的影响。在试验的基础上... 为真实模拟基床表层填料在较低围压下的受力特性,选取朔黄铁路路基基床层填料的低液限粉土,在室内开展一系列不同围压、含水率及不同试验条件下的静三轴试验,探究含水率、围压及试验方法对应力应变曲线及抗剪强度的影响。在试验的基础上,对应变硬化型曲线利用邓肯-张模型进行拟合;对应变软化型曲线利用沈珠江推广双曲线公式进行拟合,拟合结果良好。研究结果表明:峰值强度与围压之间具有良好的线形关系,并且强度对含水率的变化较为敏感;黏聚力与内摩擦角则均随含水率的增加而减小,其中内摩擦角下降的幅度要小于含水率的下降幅度,同时受试验条件的影响,对采取了排水措施的试验,有效应力得到了提高,因此黏聚力较大。 展开更多
关键词 低液限粉土 低围压 含水率 静三轴试验
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重载铁路路基粗粒土填料回弹特性试验研究 被引量:8
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作者 聂如松 孙宝莉 +3 位作者 程龙虎 李亚峰 卢小永 李光耀 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期96-104,共9页
粗粒土填料广泛应用于重载铁路路基基床层,填料的物理和应力状态对重载铁路路基的回弹特性有重要的影响。为研究粗粒土填料在列车循环荷载作用下的回弹特性,开展一系列循环荷载作用下的大型动三轴试验,分析粗粒土填料在不同含水率、动... 粗粒土填料广泛应用于重载铁路路基基床层,填料的物理和应力状态对重载铁路路基的回弹特性有重要的影响。为研究粗粒土填料在列车循环荷载作用下的回弹特性,开展一系列循环荷载作用下的大型动三轴试验,分析粗粒土填料在不同含水率、动应力幅值、循环振次、围压条件下回弹模量的变化规律。结果表明:饱和稳定试样,回弹模量约在1000圈左右达到稳定微增长状态,非饱和稳定试样,回弹模量随循环振次的增加呈现出持续增长状态。回弹模量随着动应力幅值和围压的增大而增大,随着含水率的增大而减小。围压和动应力幅值越大,粗粒土回弹模量随含水率的增加下降得越显著。研究结果对重载铁路粗粒土填料回弹特性的认识与回弹模量设计值的取用具有重要参考价值。 展开更多
关键词 粗粒土填料 回弹模量 动三轴试验 应力状态
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基于改进分数去噪网络的铁路场景点云模型去噪方法 被引量:3
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作者 闫斌 汪思成 +4 位作者 胡文博 王卫东 邱实 李正 王劲 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4983-4992,共10页
基于点云数据的逆向建模是铁路工程数字化发展的关键步骤,也是铁路数字孪生、结构健康监测等各种延伸应用的基础。为解决传统直接依赖无人机航测数据构建的点云模型存在精度低、可靠性差等问题,尤其是对于复杂的铁路场景,易导致模型与... 基于点云数据的逆向建模是铁路工程数字化发展的关键步骤,也是铁路数字孪生、结构健康监测等各种延伸应用的基础。为解决传统直接依赖无人机航测数据构建的点云模型存在精度低、可靠性差等问题,尤其是对于复杂的铁路场景,易导致模型与实际偏差过大,提出一种改进的分数去噪网络(Improved Score-based Denoised Network,ISDNet)。该网络在传统分数去噪网络的基础上构建了一套全新的编码器与解码器,在提高三维点云模型精度的同时,有效降低了计算复杂度和计算成本。该算法既减少了无人机逆向三维点云建模过程中由于环境扰动等因素产生的离散噪点,在铁路基础设施的结构细节处理上有较好的表现,将重建后的点云模型测量点坐标与全站仪测量的坐标进行了对比验证。实验验证结果表明,基于ISDNet网络去噪后的铁路场景三维模型的误差降低至原始模型的一半,各测量点间X方向的平均误差为5.67 mm,Y方向的平均误差为6.67 mm,Z方向的平均误差为6.83 mm。去噪后的三维点云模型有效减少了接触网、钢轨等细节数据的丢失,并显示出了更强的形状表征性,能够更清晰。本文所提方法能够实现铁路场景点云模型的高效去噪,并将模型精度进行提高,有效减少了点云模型中各构件细节的丢失,能够为相关的延伸应用提供可靠的技术支持。 展开更多
关键词 无人机三维点云模型 铁路工程 深度学习 点云去噪 宏观建模
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重载铁路路桥过渡段道砟颗粒运动及能量特征对比分析 被引量:6
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作者 肖源杰 姜钰 +4 位作者 王萌 华文俊 赵红军 毛建锋 王卫东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期100-115,共16页
重载列车循环动载作用下有砟道床动力响应与其支承刚度和道砟颗粒的细观运动密切相关,然而目前尚无定量的影响规律和关联机制。针对此不足,选取国内某运煤专线重载铁路典型路桥过渡段开展现场动力响应测试,在有砟道床不同位置处埋设新... 重载列车循环动载作用下有砟道床动力响应与其支承刚度和道砟颗粒的细观运动密切相关,然而目前尚无定量的影响规律和关联机制。针对此不足,选取国内某运煤专线重载铁路典型路桥过渡段开展现场动力响应测试,在有砟道床不同位置处埋设新型智能颗粒传感器(SmartRocks),实时监测列车通过时道砟颗粒的运动姿态变化,进而对比分析不同道床支承条件下道砟颗粒运动及其能量特征沿行车方向和轨道结构横断面的变化规律。研究结果表明:列车动载作用下轨枕下方道砟颗粒的竖向加速度和旋转角呈明显的周期性,其在水平面内的转动角度相对较大且不可回复,可将相邻车厢的相邻转向架作为一个加载单元用于分析道砟颗粒的振动特性;路-桥渐变区、桥台以及桥梁跨中处轨枕下方道砟颗粒的运动以竖向为主且纵向次之,桥梁跨中处钢轨支点下方道砟颗粒振动能量约为路基段的2~3倍;随着道床下部支承刚度逐渐增加,道砟颗粒粒间作用力逐渐增大,颗粒上升加速度逐渐增大并与下沉加速度逐渐接近;刚性支承道床其道砟颗粒振动幅度较大且周期性相对较弱,刚性支承自身振动的叠加作用较为显著;桥上道床脏污板结严重处的轨枕端部道砟颗粒几乎未发生转动,此处应是日常养护维修作业的关注重点。可为重载铁路有砟道床健康智能监测、动力性能精准感知和劣化风险自主预警提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 重载铁路 过渡段 铁路桥梁 道砟 颗粒运动 振动能量
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朔黄重载铁路某路桥过渡段沉降监测及预测 被引量:18
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作者 涂仁盼 冷伍明 +1 位作者 聂如松 范瑞祥 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1412-1419,共8页
随着大轴重、长编组重载列车的大量运行,路基会发生较大累积变形,特别是路桥及路涵过渡段路基。对路基进行沉降监测和沉降趋势预测可及时了解路基工作状态,有效保障重载列车的运营安全。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段... 随着大轴重、长编组重载列车的大量运行,路基会发生较大累积变形,特别是路桥及路涵过渡段路基。对路基进行沉降监测和沉降趋势预测可及时了解路基工作状态,有效保障重载列车的运营安全。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段路基的差异沉降进行长期监测,探讨差异沉降量随列车累积荷载的变化规律,并对监测结果进行预测分析。研究结果表明:过渡段各断面路基相对桥台的差异沉降量随着列车累积荷载的增加而逐渐增加,且沿线路纵向并远离桥台方向逐渐增大;指数曲线-GM(1,1)组合预测模型具有较高的预测精度及稳定可靠性,能够用于过渡段差异沉降量预测;监测系统具有长期、实时、自动采集与自动传输数据的功能,测量精度高,可用于毫米级沉降及沿线路纵向的差异沉降监测。 展开更多
关键词 重载铁路路基 路桥过渡段 差异沉降 沉降监测 沉降预测
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列车动载-水力耦合作用下铁路隧道道床隆起机理多尺度模拟与整治对策研究
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作者 阳军生 陈建伟 +2 位作者 谢亦朋 张聪 林梦君 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期110-122,共13页
某高原铁路隧道穿越富水燕山期闪长岩断层带段引发道床出现隆起,对轨道平顺性影响极大。为揭示列车动载-水力耦合作用下铁路隧道道床隆起的宏-细观驱动机制,在考虑隧底结构可能面临的列车动载-水力耦合条件下,提出1种多尺度数值分析方... 某高原铁路隧道穿越富水燕山期闪长岩断层带段引发道床出现隆起,对轨道平顺性影响极大。为揭示列车动载-水力耦合作用下铁路隧道道床隆起的宏-细观驱动机制,在考虑隧底结构可能面临的列车动载-水力耦合条件下,提出1种多尺度数值分析方法。结果表明:在6 s的列车动载和地下水耦合作用下,隧底虚渣孔隙率由0.4逐渐增大至0.7,地下水水头高度由50 m升高至100 m,隧底孔隙水压力增加141%,隆起位移增加212%;虚渣孔隙率保持不变时,隧底孔隙水压力增长率与水头高度的增长率保持相同,但虚渣孔隙率增大也会导致隧底孔隙水压力升高,加剧隆起病害;采取“钻孔泄压、注浆固结”整治措施后,隧底孔隙水压力峰值降低79.7%,隆起位移峰值降低至0.08 mm,隆起病害得到显著改善。多尺度数值分析方法可为类似病害整治研究提供参考。 展开更多
关键词 铁路隧道 列车动载 地下水 流固耦合 道床隆起病害 多尺度模拟
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车辆循环动载下高速铁路路基累积变形预测研究 被引量:2
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作者 李正 徐磊 +4 位作者 王卫东 杜香刚 余志武 刘鹏飞 曾志平 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1445-1456,共12页
高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成... 高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成:1)基于多体动力学和有限单元法建立的高速铁路车辆-轨道-路基耦合时变动力学模型;2)基于建立的车辆-轨道-路基动力相互作用模型,引入路基累积变形预测模型,利用循环跳跃的方式预测不同车辆荷载累积次数下路基的累积变形及其空间分布规律。2个模块的交互方面,在每次循环跳跃后,将路基累积变形空间映射至轨道,形成轨面附加几何不平顺,并同步更新迭代系统动力矩阵,建立了车致路基累积变形与系统动力响应之间的关联关系。研究结果表明:本文提出的计算模型可较好地揭示路基土体累积变形在循环车辆动载下的演化规律;采用循环跳跃的方法可更为真实准确地预测路基的累积变形,其计算的路基累积变形最大值为2.6069 mm,而未采用循环跳跃方法计算出的累积变形最大值则为1.7 mm,低估了34.8%。路基累积变形在前期发展较快,后期由于土体被不断夯实,累积变形的演化呈现减缓趋势,累积变形速率从1次加载0.035 mm减小到1次加载小于10^(-6)mm;在路基具有初始不均匀变形的区域内,路基累积变形的幅值大于路基没有初始不均匀变形的区域;路基的累积变形对系统的垂向动力响应的影响显著,动力响应表现为增大的趋势;对于系统的横向振动,累积变形的影响较小。本文提出的方法和研究结果可为高速铁路路基不均匀累积变形控制和预测提供技术支撑。 展开更多
关键词 铁道工程 车辆-轨道-路基动力相互作用 路基累积变形 空间几何映射 时变动力系统
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铁路基床底层风积沙填料长期动力稳定性研究 被引量:1
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作者 马梦倩 聂如松 +2 位作者 钱冲 阮波 祁延录 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2284-2294,共11页
为了研究铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性,以和若铁路某试验段路基为研究对象,开展现场动力响应试验,试验车速分别为5,20和30 km/h,轴重分别为14.5 t和23.5 t,分析动应力随列车速度、轴重及沿深度的变化规律,基于现场测试和以... 为了研究铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性,以和若铁路某试验段路基为研究对象,开展现场动力响应试验,试验车速分别为5,20和30 km/h,轴重分别为14.5 t和23.5 t,分析动应力随列车速度、轴重及沿深度的变化规律,基于现场测试和以往动三轴试验成果,将临界动应力和累积塑性变形作为评价参数,分别从动强度和动变形2个方面评价和若铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性。研究结果表明:1)当列车以不大于30 km/h的速度运行时,车速对基床动应力值的影响很小,但轴重的影响十分显著,不同轴重作用下动应力衰减系数沿深度的变化曲线基本重合,动应力经过基床表层衰减约39.7%,传递至基床底层底面衰减约84.6%。2)在和若铁路基床底层范围内,列车荷载产生的动应力为12.86~53.05 kPa,小于风积沙临界动应力66.02~100.21 kPa,从动强度角度来说,风积沙用作铁路基床底层填料满足长期动力稳定性要求。3)基于基床填料的累积塑性应变模型,采用分层总和法计算了和若铁路基床层的累积塑性变形,结果发现列车荷载作用下基床变形主要集中在第1个月,累积变形量为13.59 mm,小于规范允许的月沉降量25 mm,从动变形角度来说,风积沙用作铁路基床底层填料满足长期动力稳定性要求。研究成果可为沙漠地区路基填料选择及基床结构设计提供参考。 展开更多
关键词 风积沙 基床底层 长期动力稳定性 临界动应力 累积塑性变形
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考虑冻胀率梯度的季冻区非等压隧道不均匀冻胀解析
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作者 李亮 陈嘉骏 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期320-331,共12页
季冻区隧道在非等压应力作用下,由于冷空气的严重影响从而极易引发隧道冻害,为此进行的抗冻设计关键在于隧道运行中的冻胀力和应力分布评估。现有试验表明,寒区隧道存在明显的径向温度场所形成的围岩体积冻胀率梯度。本文考虑围岩冻融... 季冻区隧道在非等压应力作用下,由于冷空气的严重影响从而极易引发隧道冻害,为此进行的抗冻设计关键在于隧道运行中的冻胀力和应力分布评估。现有试验表明,寒区隧道存在明显的径向温度场所形成的围岩体积冻胀率梯度。本文考虑围岩冻融循环劣化引起的弹性模量和冻胀率的改变,依据围岩的不均匀冻胀特性,引入隧道温度场所形成的冻胀率径向梯度。采用复变函数映射双向非等压应力边界条件,进而提出一种季冻区非等压隧道的双重不均匀冻胀解析方法。将本文模型暂时退化后,得到了工程实例和现有理论的有效验证。参数分析表明:引入冻胀率梯度使得季冻区隧道的应力明显减小,且非等压应力作用下隧道在不同方位角的应力变化速率存在差异。随围岩不均匀冻胀特性的增强,引入冻胀率梯度所导致的隧道应力降低逐渐显著。随侧压力的增大,隧道的径向应力和环向应力提高,而隧道应力的峰值和变化速率在不同方位角的差异逐渐减小,且对隧道冻胀力的影响较小。冻融循环下,隧道在不同方位角的应力分布差异和应力变化速率大致相同,但引起的围岩劣化会导致隧道应力的增大,且隧道应力的增长幅度随冻融循环次数的增加而明显。研究成果可为季冻区非等压隧道的应力评估和抗冻设计提供理论指导。 展开更多
关键词 冻胀率梯度 围岩不均匀冻胀 冻融循环 非等压应力 季冻区隧道
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黏土块崩解机理及分散剂影响特征
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作者 王树英 朱汉标 刘朋飞 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1861-1873,共13页
盾构结泥饼会引起掘进效率降低乃至停机,通常采用分散剂泡仓将泥饼崩解分散。本文通过崩解试验探究孔隙比和分散剂影响下高岭土和高蒙混合土块崩解特征,并结合直剪试验和液滴入渗试验讨论黏土块崩解机理。研究结果表明:1)黏土等效崩解... 盾构结泥饼会引起掘进效率降低乃至停机,通常采用分散剂泡仓将泥饼崩解分散。本文通过崩解试验探究孔隙比和分散剂影响下高岭土和高蒙混合土块崩解特征,并结合直剪试验和液滴入渗试验讨论黏土块崩解机理。研究结果表明:1)黏土等效崩解厚度时变过程分为初始稳定期和快速发展期;随着孔隙比增加,高岭土崩解初始稳定期先缩短后增长,在快速发展期,崩解速率逐渐减小,而高蒙混合土初始稳定期时间逐渐缩短,在快速发展期,崩解速率先增大后减小;分散剂可大幅度缩短高蒙混合土初始稳定期时间。2)溶液入渗是导致崩解的先决条件,随着崩解时间增加,溶液入渗速率减小,而崩解速率逐渐增大,当两者平衡时,崩解进入快速发展期。3)随着孔隙比增加,高岭土的溶液入渗时间逐渐增大,而高蒙混合土的溶液入渗时间逐渐减小,但颗粒间连接力均显著减小;分散剂能够大幅降低高蒙混合土颗粒间连接力,减小溶液入渗时间,加快黏土崩解。 展开更多
关键词 黏土 崩解特征 影响机理 孔隙比 分散剂
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考虑多层施工缝界面效应的富水高铁隧道底鼓变形机制 被引量:1
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作者 陈鑫磊 余楚海 +2 位作者 张学民 武朝光 张永兴 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期443-455,共13页
当前,针对富水高铁隧道底鼓病害的研究尚未考虑隧底分层浇筑施工缝界面效应的影响。为补充相关研究空白,结合既有隧道底鼓病害案例,通过引入内聚力模型模拟隧底分层施工结构缝界面力学效应,建立富水高铁隧道底鼓精细化数值计算模型,分... 当前,针对富水高铁隧道底鼓病害的研究尚未考虑隧底分层浇筑施工缝界面效应的影响。为补充相关研究空白,结合既有隧道底鼓病害案例,通过引入内聚力模型模拟隧底分层施工结构缝界面力学效应,建立富水高铁隧道底鼓精细化数值计算模型,分析外水压力作用下高铁隧道底部结构施工缝界面损伤状态、变形模式及应力场分布,揭示高水压作用下高铁隧道轨隆病害及层间离缝形成机制,并对不同仰拱施工方式与不同施工缝界面处理措施开展参数分析。研究结果表明:相较于传统不建立隧底施工缝界面接触单元的计算模型,考虑隧底施工缝界面效应时计算所得底鼓变形明显增大,增幅约31%;外水压抬升隧底结构会造成施工缝界面开裂,界面离缝主要分布于整个仰拱-填充界面,和靠近拱脚侧填充-找平层界面;靠近边墙侧道床板-找平层界面同样会产生损伤,其损伤范围较小,但受列车荷载循环作用该初始损伤存在进一步扩展的风险;仰拱-填充界面是削弱隧道抗底鼓变形能力的主要因素,通过界面凿毛以及涂刷界面剂增强施工缝黏结强度可有效提高隧底结构的抗底鼓变形能力;针对富水深埋高铁隧道,建议施工阶段应当重视仰拱与填充分层浇筑界面的强化处理,而在病害整治过程中应关注相关位置的离缝检测与控制。 展开更多
关键词 高铁隧道 高水压 底鼓变形 界面开裂 内聚力模型
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大跨度斜拉桥—无砟轨道结构变形适应性研究 被引量:43
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作者 朱志辉 闫铭铭 +3 位作者 李晓光 盛兴旺 郜永杰 喻泽红 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期16-24,共9页
以某高速铁路客运专线上铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道的大跨度斜拉桥为例,采用非线性阻力模型模拟扣件阻力、凸型挡台咬合力、隔离层摩擦阻力,基于有限元法建立无砟轨道—桥梁空间精细化非线性分析模型。通过计算列车竖向荷载和温度荷载... 以某高速铁路客运专线上铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道的大跨度斜拉桥为例,采用非线性阻力模型模拟扣件阻力、凸型挡台咬合力、隔离层摩擦阻力,基于有限元法建立无砟轨道—桥梁空间精细化非线性分析模型。通过计算列车竖向荷载和温度荷载作用下轨道结构和桥面板的竖向变形曲率、无砟轨道层间压缩量和梁端转角,分析无砟轨道与大跨度斜拉桥间的变形适应性。结果表明:列车竖向荷载在斜拉桥中跨时会引起各构件产生较大的竖向变形曲率;同一工况下轨道结构和桥面板竖向变形曲率的分布规律相同、数值大小相近;相比于列车竖向荷载,温度荷载作用下各结构竖向变形曲率较小,但分布更为复杂;除整体升温、整体降温作用下结合段无砟轨道出现局部层间脱空外,荷载作用下无砟轨道层间基本处于受压状态;梁端转角均未超过规范限值,具有较高安全富余度。 展开更多
关键词 无缝线路 大跨度斜拉桥 CRTSⅠ型双块式无砟轨道 梁轨相互作用 变形适应性
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列车竖向荷载下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特性试验研究 被引量:17
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作者 吴斌 陈文荣 +1 位作者 刘参 曾志平 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期37-42,共6页
采用1∶1足尺模型对列车竖向静荷载作用下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特性进行试验,并对CRTSⅡ型板式无砟轨道梁板和梁体理论分析模型进行验证。按实际工艺在实验室内建造一段CRTSⅡ型板式无砟轨道,通过试验机和分配梁模拟同一转向架... 采用1∶1足尺模型对列车竖向静荷载作用下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特性进行试验,并对CRTSⅡ型板式无砟轨道梁板和梁体理论分析模型进行验证。按实际工艺在实验室内建造一段CRTSⅡ型板式无砟轨道,通过试验机和分配梁模拟同一转向架2个轮对的竖向荷载,利用应变片、应变计、压力盒和位移计等测试元件,对钢轨、轨道板、水泥乳化沥青砂浆和底座的受力与变形进行测试。根据无砟轨道梁板和梁体理论,建立CRTSⅡ型板式无砟轨道结构有限元分析模型,对轨道结构在相同荷载工况下的受力与变形进行理论分析。将试验结果与计算结果进行对比,验证CRTSⅡ型板式无砟轨道梁板和梁体理论模型的正确性和适应性。 展开更多
关键词 CRTSⅡ型板式无砟轨道 试验 梁板模型 梁体模型 模型验证
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重载列车下弹性支承块式无砟轨道静载试验 被引量:11
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作者 吴斌 李世业 +3 位作者 曾志平 王卫东 王俊东 吴志鹏 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2018年第11期27-31,共5页
研究目的:弹性支承块式无砟轨道是重载铁路长大隧道内较为适宜的轨道结构形式。夺文以中南部通道隧道内弹性支承块式无砟轨道为研究对象,通过开展足尺模型静载试验,研究单个支承块在道床板板端竖向荷载(工况一)、板端横竖向荷载(工况二... 研究目的:弹性支承块式无砟轨道是重载铁路长大隧道内较为适宜的轨道结构形式。夺文以中南部通道隧道内弹性支承块式无砟轨道为研究对象,通过开展足尺模型静载试验,研究单个支承块在道床板板端竖向荷载(工况一)、板端横竖向荷载(工况二)、板中竖向荷载(工况三)作用下的受力性能及轨道结构裂缝发展趋势。研究结论:(1)以30 t轴重列车静荷载作为参考,工况一道床板和支承块混凝土分别在3. 3、3. 1倍静轮载时达到轴心抗拉强度,工况二道床板和支承块混凝土分别在3. 0、3. 1倍静轮载时达到轴心抗拉强度,工况三道床板和支承块混凝土分别在4.9、2. 9倍静轮载时达到轴心抗拉强度;(2)工况一道床板裂缝出现于支承块角点位置及支承块长侧边中线位置,并扩展至道床板短侧面,角点处裂缝延伸扩展呈"八"字型,工况三道床板未见明显开裂;(3)列车横向荷载导致支承块角点位置道床板混凝土受力增加;(4)本研究成果对于弹性支承块式无砟轨道的设计、施工及维护具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 弹性支承块式无砟轨道 静载试验 裂缝 重载铁路 足尺模型
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立体交叉隧道结构地震动力响应特性及其相互影响规律振动台试验及数值仿真研究 被引量:15
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作者 刘聪 彭立敏 +2 位作者 雷明锋 施成华 李玉峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期233-241,共9页
针对立体交叉隧道结构地震动力响应特性及相互影响规律等问题,在三向El地震波作用下完成了3种地震烈度、6个工况的交叉隧道振动台试验。试验结果表明:地震烈度越高,隧道各特征点的地震加速度、环向应变越大,在Ⅸ度三向El波作用下,沿上... 针对立体交叉隧道结构地震动力响应特性及相互影响规律等问题,在三向El地震波作用下完成了3种地震烈度、6个工况的交叉隧道振动台试验。试验结果表明:地震烈度越高,隧道各特征点的地震加速度、环向应变越大,在Ⅸ度三向El波作用下,沿上跨隧道墙脚轴线方向,交叉中心断面处最大地震加速度比普通断面(受相邻隧道影响小)小,而轴向应变比普通断面大,沿下穿隧道拱腰轴线方向,交叉中心断面处最大加速度比普通断面大,而最大轴向应变比普通断面小。通过建立三维数值模型与试验结果进行了相互验证,数值计算表明:在Ⅸ度三向El波作用下,沿上跨隧道轴向,交叉中心断面处各特征点σ1、σ3及主震方向位移最大值均比普通断面大,沿下穿隧道轴向,交叉中心断面处各特征点σ1、σ3及主震方向位移最大值均比普通断面小。 展开更多
关键词 立体交叉隧道 振动台试验 响应特性
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基于里兹法的高速铁路桥梁横向变形与轨面变形解析模型研究 被引量:8
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作者 刘丽丽 蒋丽忠 +3 位作者 刘祥 周旺保 聂磊鑫 邵光强 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4349-4360,共12页
针对高速铁路32 m简支梁桥-CRTSⅢ板式无砟轨道系统,结合桥梁-轨道层间相互作用机制,推导考虑路基约束效应的梁体横向变形与轨面几何形态的通用映射解析表达式。基于该解析模型,定量化研究梁体横向变形幅值以及扣件横向刚度变化对钢轨... 针对高速铁路32 m简支梁桥-CRTSⅢ板式无砟轨道系统,结合桥梁-轨道层间相互作用机制,推导考虑路基约束效应的梁体横向变形与轨面几何形态的通用映射解析表达式。基于该解析模型,定量化研究梁体横向变形幅值以及扣件横向刚度变化对钢轨映射变形的影响规律和影响机制。研究结果表明:在不同梁体横向变形模式(横向错台、横向转角)下,钢轨的变形形态不一样,钢轨几何形态与梁体横向变形形状基本保持一致;钢轨变形幅值与梁体横向变形幅值和扣件横向刚度呈正相关关系;扣件内力幅值与梁体横向变形幅值和扣件横向刚度呈正相关关系;在变形区域进出口处,层间扣件内力发生突变;在非梁缝区域内,层间扣件内力几乎为零;扣件横向刚度对钢轨变形和扣件内力影响不明显,总体呈正相关关系。 展开更多
关键词 CRTSⅢ型轨道板 梁体横向变形 映射变形 势能驻值原理 轨面几何形态
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