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隧道喷层与围岩相互作用的能量特性研究
被引量：
1
1
作者
郑余朝
朱斌忠
+3 位作者
劳志伟
廖保林
仇文革
章慧健
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期180-192,共13页
探明喷层-围岩相互作用的能量机理,对弥补以强度设计为主的支护设计理论不足、发展基于能量原理的隧道设计方法至关重要。基于应力释放的数值方法系统研究隧道喷层-围岩相互作用的能量机理,定义喷层整体失效时的弹性应变能为其极限应变...
探明喷层-围岩相互作用的能量机理,对弥补以强度设计为主的支护设计理论不足、发展基于能量原理的隧道设计方法至关重要。基于应力释放的数值方法系统研究隧道喷层-围岩相互作用的能量机理,定义喷层整体失效时的弹性应变能为其极限应变能,其可用于评价喷层承载能力;开展模型试验,通过分析逐级加载作用下喷层支护力学行为与能量演化,验证隧道喷层-围岩相互作用的能量机理与喷层极限应变能的存在;基于数值试验,开展喷层极限应变能影响因素研究,发现喷层极限应变能随地层侧压力系数、围岩等级和喷层厚度增加而增加,并建立多因素极限应变能标准化拟合函数公式。进一步给出基于能量原理的喷层极限状态验算公式,应用该公式验算模型试验原型隧道喷层设计厚度范围,与隧道喷层厚度设计值接近,该验算公式考虑喷层与围岩基于能量的力与位移的相互作用关系,可为高储能围岩中隧道喷层设计提供参考。
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关键词
隧道工程
能量理论
模型试验
喷层-围岩相互作用
极限应变能
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职称材料
寒区铁路冻结粗粒土填料长期变形特性研究
被引量：
1
2
作者
董亮
田爽
+3 位作者
苏永华
韩笑
王柯
吴贻珂
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期126-134,共9页
振动列车荷载长期循环往复作用下土体产生的变形存在一定程度的应变累积,依托某寒区铁路,开展不同温度下冻结粗粒土填料长期动三轴试验,探究填料长期变形、弹性模量和阻尼比的变化规律,并对试样累积塑性变形进行安定性分析,将累积塑性...
振动列车荷载长期循环往复作用下土体产生的变形存在一定程度的应变累积,依托某寒区铁路,开展不同温度下冻结粗粒土填料长期动三轴试验,探究填料长期变形、弹性模量和阻尼比的变化规律,并对试样累积塑性变形进行安定性分析,将累积塑性变形划分为三种不同的状态。在黏弹性模型的基础上串联塑性弹簧提出一种计算应力-应变关系的简化方法。研究结果表明:温度越低,动弹性模量越高,阻尼比越低。在动应力水平较低时,土体处在塑性安定阶段,累积塑性变形随振动次数的增加趋于稳定,动弹性模量略有增加,阻尼比则逐渐减小;当动应力水平超过塑性蠕变界限时,土体刚度迅速降低,累积塑性变形急剧增加,试样呈现破坏的趋势;当动应力水平处于塑性安定和塑性蠕变界限之间时,累积塑性变形虽然增加,但仍然处在可控范围。提出的弹塑性模型可以很好地描述冻结粗粒土填料的滞回特性和累积塑性变形规律。研究成果可为高速铁路路基填料长期动力性能的分析提供有益参考。
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关键词
粗粒土
温度
循环荷载
安定分析
累积塑性变形
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职称材料
考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究
3
作者
董亮
吴贻珂
+2 位作者
郑展鹏
田爽
苏永华
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期123-134,共12页
寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过...
寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过渡段动力响应特性及其差异,着重探讨轴重、车速、行驶方向等因素对动力响应分布特征、传播规律及衰减特性的影响。研究结果表明,动力响应随轴重增大而增大;冻胀条件下,轮对脱轨风险区域随车速增加而增大、正向行驶产生的动力响应明显更大;桥台附近土体的竖向动应力分布存在相位滞后现象。研究成果对于解决目前严重制约我国寒区铁路工程病害防控的重要瓶颈问题,具有重要的科学与实际意义。
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关键词
路桥过渡段
冻胀变形
数值模拟
动力特性
寒区铁路
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职称材料
题名
隧道喷层与围岩相互作用的能量特性研究
被引量：
1
1
作者
郑余朝
朱斌忠
劳志伟
廖保林
仇文革
章慧健
机构
西南交通大学交通隧道
工程
教育部重点实验室
成都成铁工程项目管理有限公司
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期180-192,共13页
基金
国家自然科学基金(52078431)。
文摘
探明喷层-围岩相互作用的能量机理,对弥补以强度设计为主的支护设计理论不足、发展基于能量原理的隧道设计方法至关重要。基于应力释放的数值方法系统研究隧道喷层-围岩相互作用的能量机理,定义喷层整体失效时的弹性应变能为其极限应变能,其可用于评价喷层承载能力;开展模型试验,通过分析逐级加载作用下喷层支护力学行为与能量演化,验证隧道喷层-围岩相互作用的能量机理与喷层极限应变能的存在;基于数值试验,开展喷层极限应变能影响因素研究,发现喷层极限应变能随地层侧压力系数、围岩等级和喷层厚度增加而增加,并建立多因素极限应变能标准化拟合函数公式。进一步给出基于能量原理的喷层极限状态验算公式,应用该公式验算模型试验原型隧道喷层设计厚度范围,与隧道喷层厚度设计值接近,该验算公式考虑喷层与围岩基于能量的力与位移的相互作用关系,可为高储能围岩中隧道喷层设计提供参考。
关键词
隧道工程
能量理论
模型试验
喷层-围岩相互作用
极限应变能
Keywords
tunnel engineering
energy theory
model test
interaction between spray-layer and tunnel surrounding rock
ultimate strain energy
分类号
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
寒区铁路冻结粗粒土填料长期变形特性研究
被引量：
1
2
作者
董亮
田爽
苏永华
韩笑
王柯
吴贻珂
机构
中国铁道科学研究院集团
有限公司
铁道建筑研究所
中国铁道科学研究院集团
有限公司
高速铁路轨道系统全国重点实验室
哈尔滨工业大学土木
工程
学院
黑龙江省寒区轨道交通
工程
技术研究中心
中国铁路
成都
局集团
有限公司
成都成铁工程项目管理有限公司
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期126-134,共9页
基金
国家自然科学基金(42072316)
中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目(2020YJ037)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021G047)。
文摘
振动列车荷载长期循环往复作用下土体产生的变形存在一定程度的应变累积,依托某寒区铁路,开展不同温度下冻结粗粒土填料长期动三轴试验,探究填料长期变形、弹性模量和阻尼比的变化规律,并对试样累积塑性变形进行安定性分析,将累积塑性变形划分为三种不同的状态。在黏弹性模型的基础上串联塑性弹簧提出一种计算应力-应变关系的简化方法。研究结果表明:温度越低,动弹性模量越高,阻尼比越低。在动应力水平较低时,土体处在塑性安定阶段,累积塑性变形随振动次数的增加趋于稳定,动弹性模量略有增加,阻尼比则逐渐减小;当动应力水平超过塑性蠕变界限时,土体刚度迅速降低,累积塑性变形急剧增加,试样呈现破坏的趋势;当动应力水平处于塑性安定和塑性蠕变界限之间时,累积塑性变形虽然增加,但仍然处在可控范围。提出的弹塑性模型可以很好地描述冻结粗粒土填料的滞回特性和累积塑性变形规律。研究成果可为高速铁路路基填料长期动力性能的分析提供有益参考。
关键词
粗粒土
温度
循环荷载
安定分析
累积塑性变形
Keywords
coarse grained soil
temperature
cyclic load
shakedown analysis
cumulative plastic deformation
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
U213.1 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究
3
作者
董亮
吴贻珂
郑展鹏
田爽
苏永华
机构
中国铁道科学研究院集团
有限公司
铁道建筑研究所
哈尔滨工业大学土木
工程
学院
中国铁路
成都
局集团
有限公司
成都成铁工程项目管理有限公司
黑龙江省寒区轨道交通
工程
技术研究中心
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期123-134,共12页
基金
国家自然科学基金(42072316,42102311)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021G047)。
文摘
寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过渡段动力响应特性及其差异,着重探讨轴重、车速、行驶方向等因素对动力响应分布特征、传播规律及衰减特性的影响。研究结果表明,动力响应随轴重增大而增大;冻胀条件下,轮对脱轨风险区域随车速增加而增大、正向行驶产生的动力响应明显更大;桥台附近土体的竖向动应力分布存在相位滞后现象。研究成果对于解决目前严重制约我国寒区铁路工程病害防控的重要瓶颈问题,具有重要的科学与实际意义。
关键词
路桥过渡段
冻胀变形
数值模拟
动力特性
寒区铁路
Keywords
railway and bridge transition section
frost heave deformation
numerical simulation
dynamic characteristics
cold region railway
分类号
U24 [交通运输工程—道路与铁道工程]
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
隧道喷层与围岩相互作用的能量特性研究
郑余朝
朱斌忠
劳志伟
廖保林
仇文革
章慧健
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
寒区铁路冻结粗粒土填料长期变形特性研究
董亮
田爽
苏永华
韩笑
王柯
吴贻珂
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究
董亮
吴贻珂
郑展鹏
田爽
苏永华
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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