软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系空间变形效应 被引量：5

1

作者 盛兴旺 林超 +3 位作者 郑纬奇 尹逊一 孙焕重 杨峰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期591-601,共11页

土体开挖过程中深大基坑存在明显的空间变形效应,对其主体结构力学行为产生影响。以新建苏州南站枢纽深大基坑为工程背景,考虑地连墙厚度及工程桩的影响,基于ABAQUS建立三维空间有限元模型,采用修正剑桥模型考虑软黏土的应变硬化特征,... 土体开挖过程中深大基坑存在明显的空间变形效应,对其主体结构力学行为产生影响。以新建苏州南站枢纽深大基坑为工程背景,考虑地连墙厚度及工程桩的影响,基于ABAQUS建立三维空间有限元模型,采用修正剑桥模型考虑软黏土的应变硬化特征,从地连墙侧向位移、墙后地表沉降、工程桩和坑底土体隆起3个方面,研究软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系的变形特征及空间效应。研究结果表明:深大基坑地连墙的侧向位移和地表沉降均呈现明显的角部效应,基坑A区(地连墙厚度1 m、桩径1 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为1.05~1.71倍开挖深度,基坑B区(地连墙厚度0.8 m、桩径1.5 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为0.91~1.48倍开挖深度;基坑A区、B区地表沉降角部效应的影响范围分别为1.24~2.10和1.77~2.47倍开挖深度;深大基坑空间变形角部效应与工程桩桩径及地连墙厚度有关,并且对基坑长边的影响效果大于短边。工程桩可有效增大基坑开挖面以下土体的刚度,减小地连墙的侧向位移;增大地连墙厚度可有效降低基坑的整体变形。基坑工程桩与坑底土体隆起总体呈现中间大、周边小的特征,工程桩周边土体受其约束,隆起较小;在一定范围内,工程桩对土体隆起抑制作用与其桩径呈正相关,与其桩间距呈负相关。软黏土地区深大基坑设计计算中需关注工程桩-连续墙结构体系的空间变形效应。 展开更多

关键词 深大基坑 软黏土地区 有限元 修正剑桥模型 空间变形效应

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基于自注意力机制与卷积神经网络的隧道衬砌裂缝智能检测 被引量：3

2

作者 周中 闫龙宾 +2 位作者 张俊杰 张东明 龚琛杰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期182-192,共11页

卷积操作固有的局部性,导致难以捕获裂缝的全局特征表示。针对这一问题,以YOLOv5网络框架为基础,通过融合自注意力机制和卷积神经网络提出一种高精度隧道衬砌裂缝智能检测算法ST-YOLO。构建一种双分支特征提取模块,分支一采用基于自注... 卷积操作固有的局部性,导致难以捕获裂缝的全局特征表示。针对这一问题,以YOLOv5网络框架为基础,通过融合自注意力机制和卷积神经网络提出一种高精度隧道衬砌裂缝智能检测算法ST-YOLO。构建一种双分支特征提取模块,分支一采用基于自注意力机制的Swin Transformer网络提取裂缝的全局特征,分支二采用基于卷积神经网络的CSPDarkent提取裂缝的局部细节特征;采用卷积注意力增强的特征融合模块对两个分支所提取的裂缝特征进行多尺度融合,以实现裂缝全局特征和局部细节特征互补;借助YOLOv5的解耦头模块输出得到裂缝的分类置信度和位置结果。为验证本文提出算法的有效性,选用SSD、YOLOv4、YOLOv5、EfficientDet、Faster-RCNN五种基于卷积神经网络的目标检测算法进行对比分析。结果表明:在本文构建的隧道衬砌裂缝数据集上,ST-YOLO模型的F1分数和AP分别为8395%和8526%,相较于五种对比算法具有更高的识别精度及更好的环境适应性,适用于实际隧道工程裂缝病害检测任务。 展开更多

关键词 隧道工程 结构裂缝 目标检测 深度学习 神经网络

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基于Newmark法的土钉支护边坡震后位移三维上限分析

3

作者 余家骥 黄旭东 +3 位作者 陈志宇 王玲 阮波 潘秋景 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期161-171,共11页

基于极限分析上限理论,结合边坡三维旋转破坏机制和Newmark位移法,利用水平地震加速度时程曲线表征地震效应,对地震作用下土钉支护边坡三维稳定性及永久位移开展研究。通过与振动台试验对比,发现本文方法预测的土钉支护边坡破坏面和位... 基于极限分析上限理论,结合边坡三维旋转破坏机制和Newmark位移法,利用水平地震加速度时程曲线表征地震效应,对地震作用下土钉支护边坡三维稳定性及永久位移开展研究。通过与振动台试验对比,发现本文方法预测的土钉支护边坡破坏面和位移与试验结果大致吻合,验证了所提方法的可靠性。提出一个表征边坡中土钉强度及三维分布特征的无量纲系数Mt,探究3组Mt下边坡宽高比、c/γH、边坡倾角和土内摩擦角对临界地震加速度的影响规律,计算不同边坡倾角、土内摩擦角及Mt的位移系数设计图表,并通过对2种水平地震加速度时程曲线二次积分得到了地震积分位移表。研究结果表明:无量纲系数Mt越大,土钉支护边坡的临界地震加速度越大,地震诱发边坡位移越小,且随着土钉的长度和强度的提高,相应临界地震加速度增长率逐渐降低;边坡倾角增大会导致位移系数先增大后减小,且Mt越大时位移系数取峰值时对应的边坡倾角越大。基于边坡参数,结合临界地震加速度、位移系数和地震积分位移的设计图表,可直接估计边坡的地震永久位移值。研究结果可对土钉支护边坡工程的震后位移预测以及土钉参数取值提供参考。 展开更多

关键词 土钉支护边坡 地震稳定 Newmark位移 三维稳定性 极限分析上限法

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公铁两用大跨度斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性研究 被引量：5

4

作者 盛兴旺 郭舜哲 +2 位作者 郑纬奇 朱志辉 胡辉跃 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1058-1067,共10页

高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性。以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景... 高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性。以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景,建立无砟轨道-大跨度斜拉桥一体化精细空间有限元模型,分析铁路、公路以及温度等多种荷载联合作用下大跨度斜拉桥-无砟轨道体系平顺性、无缝线路稳定性和无砟轨道层间变形协调性,从而对大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性开展深入研究。结果表明:在运营荷载及温度荷载最不利组合作用下,大跨度斜拉桥主梁线形平顺,变形平缓,桥梁整体刚度较好,桥上无砟轨道几何形位可以满足静态验收标准;大跨度斜拉桥上无缝线路的强度和稳定性满足要求,扣件工作性能良好,钢轨伸缩调节器的设置可有效释放梁端钢轨的纵向应力;无砟轨道层间设置橡胶隔离层且不跨主梁桁架节间的布置方式可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的变形协调性能,使得桥上无砟轨道层间始终处于受压状态,达到“隔而不离”的桥上轨道层间理想服役状态;大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性良好。本文研究成果可为公铁两用大跨度钢桁梁斜拉桥上无砟轨道的应用提供技术参考。 展开更多

关键词 公铁两用大跨度斜拉桥 无砟轨道 无缝线路 变形适应性 稳定性 平顺性 协调性

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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：1

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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基于BIM的公路边坡可视化管理方法研究 被引量：3

6

作者 肖建勇 严伟 +4 位作者 乔世范 谢济仁 陈韶平 杨舒焜 冯超博 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2342-2358,共17页

山地、丘陵地区的公路建设和运营中常伴有大量边坡,边坡的灾害问题已成为制约我国公路、铁路建设与运营发展的主要因素。目前,主流边坡信息化管理系统在信息集成领域存在缺陷,难以满足对各类复杂边坡科学监测与精细化管理的需求。为此,... 山地、丘陵地区的公路建设和运营中常伴有大量边坡,边坡的灾害问题已成为制约我国公路、铁路建设与运营发展的主要因素。目前,主流边坡信息化管理系统在信息集成领域存在缺陷,难以满足对各类复杂边坡科学监测与精细化管理的需求。为此,将BIM可视化技术引入到边坡监测与管理中,利用可视化模型“所见即所得”的优势与强大的数据集成能力改善沟通环境、提高管理效率。首先,通过地质钻孔数据解译结合地层层序优化逻辑确定地层层序、地层边界与分布范围,利用Dynamo节点开发基于钻孔数据的自动化建模程序,提出基于Revit+Dynamo的边坡地质BIM精细化建模方法。然后,提出联合OBJ-JSON格式储存模型关键属性信息的边坡模型轻量化导出方案,实现模型与地质信息的集成以及大体量边坡地质模型与Web的端互通,基于Three.js框架扩展WebGL原生代码优化BIM模型并开发了边坡BIM模型的Web端交互应用。最后,全方位分析涵盖项目全生命周期管理的内需并借助MySQL数据库技术将上述成果进行整合,开发了基于BIM的高速公路边坡的可视化监测管理平台并运用于实际工程。实例结果表明,基于平台建立的边坡可视化管理方案能够大幅提升案例公路边坡项目在运用阶段的管理水平与管理效率。研究为边坡信息化、可视化管理流程的制定和实施提供了参考。 展开更多

关键词 BIM 边坡 三维地质建模 可视化管理

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基于离散元的岩石冻融损伤劣化机制研究 被引量：2

7

作者 贾朝军 庞锐锋 +2 位作者 俞隽 雷明锋 李忠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期588-600,共13页

冻融损伤岩石的劣化机制研究对于认识冻融灾害机制、灾变预测与寒区隧道防护体系设计具有重要理论意义。基于体积膨胀理论,建立了冻融过程中不可逆体积增加与冻融次数的关系方程,推导了冻融循环过程中圆柱形试样热量径向传递规律。考虑... 冻融损伤岩石的劣化机制研究对于认识冻融灾害机制、灾变预测与寒区隧道防护体系设计具有重要理论意义。基于体积膨胀理论,建立了冻融过程中不可逆体积增加与冻融次数的关系方程,推导了冻融循环过程中圆柱形试样热量径向传递规律。考虑饱和试样冻融损伤过程,建立了基于离散元的岩石冻融损伤模型。开展了不同冻融循环次数的砂岩物理力学性质测试,通过应力-应变曲线及单轴抗压强度验证了该模型的有效性。在此基础上,分析了冻融循环过程中岩石试样中裂纹生长规律及层进式分布特征,研究了冻融-应力耦合条件下岩石试样裂纹扩展过程。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,裂纹的发育经历了缓慢增长、快速增长及趋于稳定3个发展阶段。裂纹数沿径向方向由内而外层进式增加,80%左右的冻胀裂纹分布在距离试样轴心10~25 mm的圆环柱区域内。当冻融次数小于80次时,裂纹数随距圆心距离的增加呈指数函数关系;当冻融次数大于80次时,裂纹数与距圆心距离呈对数函数关系。冻融循环过程中,试样内的破坏以拉伸破坏为主,岩石的冻融损伤过程受初始孔隙结构控制。 展开更多

关键词 冻融损伤 离散元方法 体积膨胀 热传导 裂纹

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高速列车过站时高架站房楼盖表面风压分析

8

作者 蔡陈之 艾宇言 +4 位作者 周智辉 何旭辉 邹云峰 张勇 周德 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期75-81,共7页

研究目的:大跨度高架站房结构向着更轻、更柔的趋势发展,高速列车气动力所引起的站房结构表面风压变化是站房抗风设计中不可忽视的重要因素。为了探究高速列车通过大跨度高架站房结构时楼盖表面的风压特性,采用CFD数值模拟,基于Fluent... 研究目的:大跨度高架站房结构向着更轻、更柔的趋势发展,高速列车气动力所引起的站房结构表面风压变化是站房抗风设计中不可忽视的重要因素。为了探究高速列车通过大跨度高架站房结构时楼盖表面的风压特性,采用CFD数值模拟,基于Fluent动网格技术,对时速350 km的高速列车以单、双线运行形式通过大跨度高架站房时楼盖表面的风压特性展开数值模拟仿真研究,分析楼盖表面风压的时程特性及其空间分布特性。研究结论:(1)与高速列车单线运行相比,双线列车跨中交会运行时所产生的列车风叠加效应对楼盖底面风压幅值有显著影响;(2)相较于列车单线运行的工况,列车交会运行时跨中区域各测点的头波正、负风压极值均有较大程度增加,其中测点正、负风压极值的最小增幅都有62.30%和64.36%;(3)本研究结果可为进一步优化大跨度车站结构的抗风设计提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 列车风 CFD 表面风压 气动荷载 瞬变压力

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考虑车桥耦合及环境腐蚀的铁路钢桥疲劳分析

9

作者 胡春建 孙洪斌 +4 位作者 卢大治 冯乾朔 余玉洁 朱志辉 王海波 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1256-1265,共10页

耐候钢通过改变合金元素以在其表面形成致密保护性防锈层因而具备良好的耐大气腐蚀性能,因此其在免涂装使用中为带锈工作,应用于公路和铁路桥梁中时可能存在腐蚀和疲劳耦合损伤问题。基于潍莱铁路线一座全焊接免涂装耐候钢桥开展列车动... 耐候钢通过改变合金元素以在其表面形成致密保护性防锈层因而具备良好的耐大气腐蚀性能,因此其在免涂装使用中为带锈工作,应用于公路和铁路桥梁中时可能存在腐蚀和疲劳耦合损伤问题。基于潍莱铁路线一座全焊接免涂装耐候钢桥开展列车动力作用下的关键构件和焊接节点疲劳损伤分析,并进行考虑腐蚀劣化影响下的疲劳寿命评估。基于列车-轨道-桥梁耦合系统模型研究在高速列车动力荷载下桥梁主桁关键构件动力响应并得到结构中最不利构件位置,分析关键构件在列车通行振动效应下的疲劳损伤度;结合考虑局部节点板精细化的多尺度耦合有限元模型,考虑轨道不平顺和列车运行速度的影响,得到桥梁节点板在不同速度下的疲劳损伤度;考虑环境腐蚀对桥梁疲劳寿命的影响,结合桥梁列车年运营量进行腐蚀环境下桥梁关键杆件和节点的疲劳使用寿命评估。研究结果表明:铁路钢桁梁桥在列车动力作用下不同构件的疲劳损伤不同,刚度较小以及应力响应影响线较短的构件疲劳损伤度更大,其中疲劳损伤度由大到小依次为节点横梁、腹杆、下弦杆、上弦杆。轨道不平顺和列车运行速度对桥梁节点板应力响应最大值影响并不显著,列车运行速度为120 km/h时与所分析桥梁共振更明显。环境腐蚀会降低铁路桥梁疲劳寿命,且对桥梁不同构件寿命影响程度不同。研究成果可为同类型铁路钢桁梁桥在腐蚀环境下的疲劳寿命评估和设计提供参考。 展开更多

关键词 铁路钢桁梁桥 车桥耦合系统 多尺度有限元模型 应力响应 疲劳损伤分析 腐蚀疲劳寿命评估

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岩石岩性Mask R-CNN智能识别方法与应用研究 被引量：18

10

作者 雷明锋 张运波 +5 位作者 王卫东 雷乃金 曾灿 肖勇卓 黄娟 龚琛杰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3372-3382,共11页

岩性是决定岩石强度的主要因素,对隧道围岩分级等工程岩体分级至关重要,而岩性判定的关键为矿物成分的鉴定和含量的统计。目前,关于岩性判定多以专业人员镜下鉴定为主,严重依赖于操作人员的经验且无法准确统计出岩石各成分的含量。在对... 岩性是决定岩石强度的主要因素,对隧道围岩分级等工程岩体分级至关重要,而岩性判定的关键为矿物成分的鉴定和含量的统计。目前,关于岩性判定多以专业人员镜下鉴定为主,严重依赖于操作人员的经验且无法准确统计出岩石各成分的含量。在对比分析当前盛行的几种目标检测算法适用性的基础上,优选Mask R-CNN模型并进行针对性改进,提出一种岩石薄片矿物识别与含量量化统计的智能检测方法,并基于采集获得的85块花岗岩薄片共850张原始图像开展模型深度学习训练、实例识别实验和模型参数优化分析。研究结果表明:Mask R-CNN模型可从像素级别识别出目标物轮廓,并基于像素占比分析实现各矿物成分含量的量化统计,在95%置信度下含量识别误差率仅为6.9%,相对于现有方法具有优越性和可靠性;实际工作中,采用该方法进行岩性智能识别时,IOU阈值设置在50%~70%之间;识别样本取3~5个为1组,并将其平均值作为识别的最终结果可保证智能识别结果的可靠性。该方法可为诸如隧道围岩分级等工作中的岩性智能化判定提供一种有效的技术途径。 展开更多

关键词 岩性判定 矿物识别 组分量化 实例分割 深度学习

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考虑空间变异性的分层边坡可靠度分析 被引量：10

11

作者 赵炼恒 董潇阳 +2 位作者 胡世红 左仕 潘秋景 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3180-3187,共8页

考虑土体参数间的互相关性和空间自相关性,通过Cholesky分解技术生成二维互相关对数正态随机场。基于ABAQUS平台利用Python进行二次开发实现高效随机有限元分析,结合蒙特卡罗法对分层边坡进行可靠度分析和参数敏感性分析。分析结果表明... 考虑土体参数间的互相关性和空间自相关性,通过Cholesky分解技术生成二维互相关对数正态随机场。基于ABAQUS平台利用Python进行二次开发实现高效随机有限元分析,结合蒙特卡罗法对分层边坡进行可靠度分析和参数敏感性分析。分析结果表明:在所研究随机场参数的变化范围内,黏聚力和内摩擦角间的互相关性、变异系数、水平和竖向波动范围的改变都会使边坡的稳定性状态产生变化。可靠度随相关系数的增加而减小,随黏聚力变异系数或内摩擦角变异系数的增大而减小,随水平或竖向波动范围的增大而减小。安全系数均值随相关系数的增加而减小,随黏聚力变异系数或内摩擦角变异系数的增大而减小,随水平或竖向波动范围的增大而增大。相比于安全系数均值,可靠度对相关系数、变异系数和波动范围的变化更加敏感;相比黏聚力变异系数和横向波动范围,内摩擦角变异系数和竖向波动范围对边坡的可靠度影响更为显著。 展开更多

关键词 边坡 空间变异性 可靠度 蒙特卡洛法 随机场

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基于深度学习的公路隧道表观病害智能识别研究现状与展望 被引量：18

12

作者 周中 闫龙宾 +1 位作者 张俊杰 龚琛杰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期38-48,共11页

公路隧道服役过程中会产生诸多衬砌病害,其会影响隧道的结构耐久性与运营安全性,对隧道表观病害进行高效智能化识别至关重要。常用的人工巡检方式效率低下且准确率低,而基于深度学习算法进行表观病害智能识别能提高检测的效率和准确性,... 公路隧道服役过程中会产生诸多衬砌病害,其会影响隧道的结构耐久性与运营安全性,对隧道表观病害进行高效智能化识别至关重要。常用的人工巡检方式效率低下且准确率低,而基于深度学习算法进行表观病害智能识别能提高检测的效率和准确性,相较于传统方法而言在实际隧道工程中具有更好的应用前景。利用深度学习可以学习隧道病害的特征信息,有利于未来隧道病害识别智能化的发展。简述深度学习在隧道表观病害识别中的应用原理,从人工拍照方法、数字图像采集和激光扫描技术三方面介绍病害图像的采集,从标注软件和数据增强方法总结数据集的构建和扩充方法,在图像分类、目标检测、语义分割三方面总结深度学习算法在隧道病害检测的应用现状,归纳当前应用的不足之处,最后分析与展望深度学习在隧道表观病害智能化识别方向广泛应用需要研究的问题与方向。 展开更多

关键词 公路隧道 隧道病害 深度学习 神经网络 病害检测

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玄武岩纤维水泥改良风积沙强度及孔隙结构研究 被引量：14

13

作者 阮波 张佳森 +2 位作者 丁茴 袁忠正 聂如松 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1260-1269,共10页

为了研究纤维掺量对玄武岩纤维水泥改良风积沙的孔隙结构和无侧限抗压强度的影响,开展核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验选用玄武岩纤维,纤维掺量分别为0%,0.2%,0.5%,0.8%,1.1%,1.4%,1.7%,水泥掺量为5%,风积沙来自新疆和若铁路工... 为了研究纤维掺量对玄武岩纤维水泥改良风积沙的孔隙结构和无侧限抗压强度的影响,开展核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验选用玄武岩纤维,纤维掺量分别为0%,0.2%,0.5%,0.8%,1.1%,1.4%,1.7%,水泥掺量为5%,风积沙来自新疆和若铁路工地现场。核磁共振试验结果表明,水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.37μs~1.98 s,对应的孔隙半径为0.74 nm~0.39 mm;而玄武岩纤维水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.31μs~1.07 s,对应的孔隙半径为0.61 nm~0.21 mm。与未掺纤维的水泥改良风积沙试样相比,纤维掺量为0.8%的玄武岩纤维水泥改良风积沙试样中的大孔占比减少了25.7%,中孔占比增加了12.7%,而微孔和小孔占比变化较小。无侧限抗压强度试验研究结果表明,水泥改良风积沙试样的无侧限抗压强度和峰值应变分别为0.80 MPa,1.29%,与水泥改良风积沙相比,玄武岩纤维水泥改良风积沙试样无侧限抗压强度的强度增强比为1.14~1.54,最优纤维掺量为0.8%;而玄武岩纤维水泥改良风积沙的峰值应变与纤维掺量正相关,延性增强比为1.43~2.67。掺入纤维提高了水泥改良风积沙的能量吸收能力,与水泥改良风积沙相比,最优纤维掺量的水泥改良风积沙的能量吸收能力提高了2.73倍。掺入玄武岩纤维提高了水泥改良风积沙的无侧限抗压强度,增强其延性。研究成果可为风积沙铁路路基基床表面层填料的设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 无侧限抗压强度 玄武岩纤维 水泥改良风积沙 峰值应变 核磁共振 能量吸收能力

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养护条件对纤维水泥改良风积沙强度及微观结构影响 被引量：8

14

作者 阮波 袁忠正 +3 位作者 张佳森 郑世龙 张向京 聂如松 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1594-1604,共11页

为了研究高温养护条件和养护龄期对聚丙烯纤维水泥改良风积沙强度和孔径分布的影响,进行低场核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验采用的高温养护温度分别为40℃,60℃和70℃,相对湿度为35%,养护龄期分别为1,3,7,14,28,56和90 d,水泥... 为了研究高温养护条件和养护龄期对聚丙烯纤维水泥改良风积沙强度和孔径分布的影响,进行低场核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验采用的高温养护温度分别为40℃,60℃和70℃,相对湿度为35%,养护龄期分别为1,3,7,14,28,56和90 d,水泥掺量5%,纤维掺量8‰,压实系数为0.95,采用标准养护条件作为对照组。试验结果表明,随着高温养护温度持续升高,聚丙烯纤维水泥改良风积沙的小孔和大孔体积占比增大,而中孔体积占比减小,孔隙比增大,无侧限抗压强度逐渐减小。养护温度从40℃升至70℃,7 d龄期下聚丙烯纤维水泥改良风积沙的中孔体积占比减少了8.2%,小孔和大孔体积占比分别增大了3.9%和4.9%,无侧限抗压强度降低12.5%。随着养护龄期的增长,聚丙烯纤维水泥改良风积沙的大孔和中孔体积占比降低,小孔体积占比增大,孔隙比减小,无侧限抗压强度逐渐增大。养护龄期从1 d增长到90 d,70℃高温养护的聚丙烯纤维水泥改良风积沙小孔占比增大了13.0%,中孔和大孔占比分别减少了3.3%和10.3%,无侧限抗压强度增大56.6%。基于试验结果,建立了考虑养护温度和养护龄期的纤维水泥改良风积沙无侧限抗压强度多因素评估模型。试验研究成果可为沙漠地区路基基床表层填料改良提供参考。 展开更多

关键词 养护条件 聚丙烯纤维 风积沙 核磁共振 养护龄期 无侧限抗压强度 孔径分布

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基于本体融合公路BIM与信息检索机制研究 被引量：4

15

作者 宋占峰 方涛 李军 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2849-2856,共8页

为解决传统公路项目建设中工程信息检索困难的问题,实现工程项目全生命周期的信息集成,研究基于本体的公路信息交互理论框架体系,利用本体语言对公路项目进行描述,将公路子单元间的关联概念进行拓展性描述,建立高速公路领域本体模型。... 为解决传统公路项目建设中工程信息检索困难的问题,实现工程项目全生命周期的信息集成,研究基于本体的公路信息交互理论框架体系,利用本体语言对公路项目进行描述,将公路子单元间的关联概念进行拓展性描述,建立高速公路领域本体模型。基于高速公路的基元模型,在Revit中构建高速公路整体BIM模型作为本体信息的载体,通过实例来演示对项目信息的检索。研究结果表明:通过建立基于本体的公路BIM模型可集成项目全生命周期的信息,并具体细分到每一个子单元。此外,基于本体语义检索,使用SPARQL可以在相应的高速公路BIM三维模型中检索到相关信息,实现公路信息交互与检索。 展开更多

关键词 本体 公路 BIM 信息集成 语义检索 SPARQL

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不同累积概率不平顺状态下轨道板离缝损伤研究 被引量：4

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作者 陈宪麦 王日吉 +3 位作者 徐磊 潘燕萍 彭良坤 李忠 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1666-1676,共11页

为明晰线弹性模型与非线性损伤塑性模型在无砟轨道不同状态下的适用范围,研究层间离缝纵向扩展过程中轨道板在列车动荷载作用下的损伤萌生扩展规律,基于ABAQUS有限元软件建立CRTSⅠ型板式无砟轨道空间实体模型,以不同累积概率不平顺状... 为明晰线弹性模型与非线性损伤塑性模型在无砟轨道不同状态下的适用范围,研究层间离缝纵向扩展过程中轨道板在列车动荷载作用下的损伤萌生扩展规律,基于ABAQUS有限元软件建立CRTSⅠ型板式无砟轨道空间实体模型,以不同累积概率不平顺状态下的扣件支点压力作为荷载激励,分别采用线弹性模型与非线性损伤塑性模型描述轨道板混凝土应力-应变关系,对比分析整体轨道板在2种本构模型下的受力状态,分析其在轨道板-CA砂浆层层间离缝状态下的动力损伤规律。研究结果表明:在轨道结构正常状态下,各累积概率不平顺状态下的轨道板纵、横向拉应力水平较低,可采用线弹性模型简化计算;层间离缝状态下,轨道板上表面将承受较大拉应力而使轨道板受力进入塑性软化阶段,此时可采用非线性损伤塑性模型描述轨道板损伤的萌生、扩展过程。10%~90%累积概率不平顺状态下,轨道板损伤萌生所需离缝纵向长度处于820~890 mm之间,99%累积概率下仅需580 mm。轨道板损伤首先产生于第2组承轨台周围的轨下对应区域,随离缝纵向发展同时向板中与板边扩展直至贯通;轨道不平顺状态越差,轨道板损伤萌生与达到最大拉伸损伤所需离缝纵向长度越小。损伤所产生的塑性应变将引起轨道板几何状态的改变,进一步恶化轨道不平顺状态,造成轨道板损伤-轨道不平顺加剧的恶性循环。 展开更多

关键词 CRTSⅠ型板式无砟轨道 层间离缝 混凝土损伤塑性模型 轨道不平顺概率模型 轨道板损伤

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纤维掺量对水泥改良风积沙强度及孔径分布的影响 被引量：4

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作者 阮波 朱晏樟 +2 位作者 张向京 路占海 聂如松 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2131-2138,共8页

为了研究纤维掺量对水泥改良风积沙无侧限抗压强度和孔径分布的影响,进行聚丙烯纤维水泥改良风积沙的无侧限抗压强度试验和核磁共振试验。纤维掺量为0,6‰,8‰和10‰,水泥掺量为4%和5%,试样标准养护龄期为7 d。试验结果表明,纤维水泥改... 为了研究纤维掺量对水泥改良风积沙无侧限抗压强度和孔径分布的影响,进行聚丙烯纤维水泥改良风积沙的无侧限抗压强度试验和核磁共振试验。纤维掺量为0,6‰,8‰和10‰,水泥掺量为4%和5%,试样标准养护龄期为7 d。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的T2谱曲线存在3个峰值,最可几孔径和孔隙率随着纤维掺量的增大而减小,纤维掺量大于8‰,结果则相反。适量纤维加筋水泥改良风积沙,可以减小水泥改良风积沙内部孔隙,小孔和中孔增多,大孔减少。未掺纤维的水泥改良风积沙的应力-应变曲线呈应变软化型,而纤维水泥改良风积沙的应力-应变曲线随着纤维掺量的增大逐渐趋向于应变硬化型。纤维水泥改良风积沙的应力-应变曲线大致分为孔隙压实、弹性变形、弹塑性变形和应力衰减等4个阶段。随着纤维掺量增大,应力-应变曲线整体右移,延性增强,无侧限抗压强度、峰值应变和能量吸收能力随着纤维掺量的增大而增大,超过最优纤维掺量8‰,规律则相反。水泥掺量4%,纤维掺量8‰的水泥改良风积沙的无侧限抗压强度、峰值应变、能量吸收能力分别为水泥改良风积沙的1.31倍、2.04倍和1.37倍。纤维水泥改良风积沙的孔隙率与无侧限抗压强度呈幂函数关系。研究成果可为纤维水泥改良风积沙填料的应用提供参考。 展开更多

关键词 纤维水泥加筋土 风积沙 纤维掺量 无侧限抗压强度 核磁共振 孔径分布

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结合桥梁梁端转角响应的损伤识别研究 被引量：3

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作者 王宁波 黄云峰 +2 位作者 肖柏军 李忠 赵雨森 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1750-1760,共11页

基于桥梁转角响应易于获取的特点及桥梁影响线的准静态优势,以桥梁实际影响线精准提取前期研究为基础,提出一种结合桥梁梁端转角响应的损伤识别方法。针对梁式桥,结合实际转角影响线构建损伤定位指标,通过定位指标曲线局部峰值确定损伤... 基于桥梁转角响应易于获取的特点及桥梁影响线的准静态优势,以桥梁实际影响线精准提取前期研究为基础,提出一种结合桥梁梁端转角响应的损伤识别方法。针对梁式桥,结合实际转角影响线构建损伤定位指标,通过定位指标曲线局部峰值确定损伤位置。依此建立包含损伤信息的基函数,对实际转角影响线进行最小二乘拟合识别曲线系数,实现损伤定量。开展车辆过桥数值仿真研究,在20 m长简支梁模型上设置不同损伤工况,模拟二轴车过桥所致转角响应,考虑行车速度、路面平整度和测试噪声等因素影响,以此进行转角影响线的提取及损伤识别。结果表明,同等情况下损伤程度越大,识别结果偏差越小;相较2处损伤,单处损伤的定位更加准确。开展损伤识别模型试验,在5 m长试验梁不同位置处设置2处损伤,进一步进行损伤定位及定量研究。识别试验梁的损伤位置分别为2.09 m和3.05 m,损伤程度分别为0.31和0.47,均与实际值较为接近。上述研究表明:所构建的未损基函数及损伤基函数包含梁结构完整及损伤特征,结合当前状态下梁端转角响应可实现桥梁的损伤识别;损伤识别结果具备较高精度,可为直接利用梁端转角数据进行桥梁的损伤定位定量提供参考。 展开更多

关键词 损伤识别 梁端转角响应 移动荷载试验 转角影响线 基函数

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冻融循环作用对纤维水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响 被引量：2

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作者 阮波 程焱 +2 位作者 路占海 张向京 聂如松 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2521-2529,共9页

为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为−10℃,−20℃和... 为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为−10℃,−20℃和−30℃,融化温度为20℃。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而减少,与未经冻融循环的试样比较,第1次、第1~2次、第2~4次、第4~7次和第7~10次冻融循环后,每次冻融循环的强度损失速率分别为18.7%~36.8%,16.8%~21.0%,2.9%~6.5%,4.0%~5.8%和1.5%~2.7%,10次冻融循环后强度损失速率趋近于0。经历冻融循环后,纤维水泥改良风积沙试样的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增大而增大,达到0.8%的最优纤维掺量后则相反。纤维水泥改良风积沙试样劈裂抗拉强度随着冻结温度的降低而减小,但减小的幅度不明显。劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈指数函数关系,与纤维掺量呈抛物线关系。劈裂抗拉强度影响因素相关性分析结果表明,劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈负相关,而与纤维掺量、冻结温度呈正相关,冻融循环次数对劈裂抗拉强度的影响最显著,其次为纤维掺量,而冻结温度影响最小。基于108组实验数据,采用多元非线性回归分析法,建立劈裂抗拉强度的多因素评估模型,能够较好地预测不同冻融循环次数和纤维掺量下水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度。研究成果可为风积沙铁路路基基床设计提供参考。 展开更多

关键词 风积沙 劈裂抗拉强度 玄武岩纤维 冻融循环次数 冻结温度 纤维掺量

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不同种类纤维加筋水泥改良风积沙抗拉性能试验研究 被引量：14

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作者 阮波 袁忠正 +1 位作者 郑世龙 张佳森 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2240-2248,共9页

为研究不同种类纤维对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度及峰值应变的影响,开展纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度试验。试验选用玄武岩纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维和聚酯纤维等4种常用纤维加筋水泥改良风积沙,水泥掺量为5%,纤维掺量为0,2‰,4... 为研究不同种类纤维对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度及峰值应变的影响,开展纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度试验。试验选用玄武岩纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维和聚酯纤维等4种常用纤维加筋水泥改良风积沙,水泥掺量为5%,纤维掺量为0,2‰,4‰,6‰,8‰,10‰和12‰,未掺纤维的水泥改良风积沙作为对照组。研究结果表明:纤维水泥改良风积沙应力应变曲线起始段近似线性增加,达到峰值强度后,峰后曲线缓慢下降,残余强度随着纤维掺量的增加而增大。聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维和聚酯纤维加筋水泥改良风积沙劈裂抗拉强度最大值分别为77.65,67.86,64.49和63.41 kPa,峰值应变分别为1.05%,0.94%,0.82%和0.75%,对应的最优纤维掺量分别为8‰,8‰,4‰和6‰,而水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度为53.0 kPa,峰值应变为0.63%,与未掺纤维的水泥改良风积沙相比,聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维和聚酯纤维加筋水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度的强度增强比为1.47,1.28,1.22和1.20,劈裂抗拉强度最优掺量下的延性指数分别为1.67,1.49,1.30及1.19,纤维增大了水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度,增强其延性,聚丙烯纤维水泥改良风积沙对劈裂抗拉强度的影响最显著。研究成果可为风积沙铁路路基基床填料改良提供参考。 展开更多

关键词 纤维水泥改良风积沙 劈裂抗拉强度 峰值应变 纤维种类 纤维掺量

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