近接基坑工程有限土体失稳模式研究

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作者 张振波 李秉欣 +2 位作者 杨茜 刘志春 刘义 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期266-277,共12页

随着城市地铁建设不断发展,基坑紧邻既有地下结构的情况日益增多,然而仍然缺乏对近接基坑工程土体失稳模式的系统研究。针对既有地铁车站近接增建基坑工程,采用数值分析方法研究近接基坑工程对称/非对称有限土体失稳模式,提出不同失稳... 随着城市地铁建设不断发展,基坑紧邻既有地下结构的情况日益增多,然而仍然缺乏对近接基坑工程土体失稳模式的系统研究。针对既有地铁车站近接增建基坑工程,采用数值分析方法研究近接基坑工程对称/非对称有限土体失稳模式,提出不同失稳模式下适用条件,分析内支撑数量、基坑深度、基坑与既有地铁车站空间位置关系等对土体稳定性及滑移面性状的影响规律。研究表明:(1)近接基坑工程非对称和对称有限土体失稳模式分别有3种和6种情况;(2)随着内支撑数量的增加,滑移体范围不断扩大,且起始位置沿围护结构不断下移,有限土体稳定性安全系数逐渐增加;(3)随着基坑深度的增加,滑移体的范围先增大后减小,有限土体稳定性安全系数逐渐减小;(4)针对近接基坑工程非对称滑移面分析,随着既有地铁车站覆土厚度的增加,滑移面在既有地铁车站侧的近接范围逐渐减少且起始位置外移。以上研究可以为既有地铁车站近接增建基坑工程的有限土体土压力的计算、基坑围护结构的设计以及既有地铁车站安全控制措施的选取提供理论依据。 展开更多

关键词 基坑工程 近接增建 有限土体 滑移面 安全系数 失稳模式

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应急钢桁梁桥钢销节点疲劳性能分析

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作者 陈士通 刘屹 +2 位作者 王志远 郝伟 史海东 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第2期1-6,39,共7页

应急钢桁梁作为拼装式结构,反复安拆及倒运过程中可能导致销孔连接位置出现损伤,对其使用寿命产生影响。以某128 m跨应急钢桁梁桥为研究对象,缩短销孔边距,模拟钢桁梁销孔损伤影响,开展疲劳性能试验及仿真模拟,研究钢销节点疲劳性能。... 应急钢桁梁作为拼装式结构,反复安拆及倒运过程中可能导致销孔连接位置出现损伤,对其使用寿命产生影响。以某128 m跨应急钢桁梁桥为研究对象,缩短销孔边距,模拟钢桁梁销孔损伤影响,开展疲劳性能试验及仿真模拟,研究钢销节点疲劳性能。结果表明,静力仿真结果与疲劳试验结果具有较好的一致性,验证了模型的可靠性;试验钢销节点损伤后的疲劳寿命仅为16980次,FE-SAFE仿真分析求得疲劳寿命为20592次,两者较为接近,进一步验证了疲劳试验结果的可靠性。考虑销孔损伤的疲劳寿命与正常状态相比差异显著,说明销孔损伤会大幅降低其疲劳寿命。因此应注意应急钢桁梁杆件保护,同时加强钢销节点质量控制。 展开更多

关键词 应急 钢桁梁桥 钢销节点 销孔损伤 相似模型 疲劳

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半穿式铁路应急钢梁抗震性能分析与评估

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作者 张晨曦 王新敏 +2 位作者 赵曼 李义强 范鑫 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第3期12-17,共6页

为评估铁路应急钢梁在多维地震作用下的抗震性能,以一座56m半穿式铁路应急钢梁为研究对象,借助ANSYS有限元软件,以材料应变和支座位移为损伤指标,确定各个损伤状态对应的指标限值.通过增量动力分析,采用10组地震动作为三向地震动输入样... 为评估铁路应急钢梁在多维地震作用下的抗震性能,以一座56m半穿式铁路应急钢梁为研究对象,借助ANSYS有限元软件,以材料应变和支座位移为损伤指标,确定各个损伤状态对应的指标限值.通过增量动力分析,采用10组地震动作为三向地震动输入样本,进行非线性时程分析,对应急钢梁各构件和结构整体进行易损性评估.研究结果表明,半穿式铁路应急钢梁横向刚度低于竖向刚度;结构在强震作用下,支座为最易损伤构件;结构整体出现严重损伤概率较低. 展开更多

关键词 铁路桥 半穿式钢梁 增量动力分析 地震易损性 抗震性能

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应急抢修钢桁梁动力响应销孔间隙影响分析

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作者 王志远 陈士通 +1 位作者 刘屹 郝伟 《国防交通工程与技术》 2024年第3期12-17,共6页

以某128 m跨新型应急抢修钢桁梁为对象,利用ANSYS与UM联合开展车桥耦合分析,选取销孔间隙和钢销直径为关键参数,探究支点存在高差时销孔间隙对钢桁梁结构及车辆响应的影响规律。研究表明:钢桁梁存在支点主桁高差或对角高差,在钢销直径... 以某128 m跨新型应急抢修钢桁梁为对象,利用ANSYS与UM联合开展车桥耦合分析,选取销孔间隙和钢销直径为关键参数,探究支点存在高差时销孔间隙对钢桁梁结构及车辆响应的影响规律。研究表明:钢桁梁存在支点主桁高差或对角高差,在钢销直径恒定时,钢桁梁和车辆响应均随间隙增大而增大;在销孔间隙恒定时,钢桁梁和车辆响应均随直径增大而降低。相较于主桁高差,当存在对角高差时,销孔间隙对钢桁梁动力响应显著,而对车辆响应影响较小。此外,相较于钢桁梁竖向动力响应,销孔间隙对于横向水平动力响应的影响更为显著,设计与工程应用中应重点关注。 展开更多

关键词 钢桁梁 应急抢修 销孔间隙 钢销直径 支点高差 动力响应

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高校宿舍学生应急疏散时间及参数分析

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作者 潘静 张振波 +2 位作者 邓玉巧 李晨旭 李子晗 《安徽建筑》 2024年第10期88-90,共3页

高校宿舍人员安全疏散是一个难题。文章以一高校6层宿舍楼为研究对象,采用数值模拟方法,研究人员疏散时间与效率,探究楼梯宽度、出口宽度、人员密度和障碍物位置等因素对疏散时间的影响规律,提出宿舍管理的相关建议。结果表明:随着楼梯... 高校宿舍人员安全疏散是一个难题。文章以一高校6层宿舍楼为研究对象,采用数值模拟方法,研究人员疏散时间与效率,探究楼梯宽度、出口宽度、人员密度和障碍物位置等因素对疏散时间的影响规律,提出宿舍管理的相关建议。结果表明:随着楼梯宽度与出口宽度的增加,均会缩短疏散时间、提高疏散效率;随着人员密度的减少,疏散时间会有显著的降低;障碍物的存在,疏散时间有明显的延长,疏散效率大幅度降低。以上研究对高校人员密集的学生宿舍安全疏散具有指导意义。 展开更多

关键词 高校宿舍 疏散时间 参数分析 数值分析

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高烈度地震区桥上无砟轨道选型及工程对策研究 被引量：2

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作者 徐浩 谢铠泽 +1 位作者 田春香 胡连军 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第12期1-5,共5页

为指导高烈度地震区桥上无砟轨道选型,结合地震区桥上无砟轨道的工程特点,提出无砟轨道选型需求及选型原则。通过综合分析我国CRTS系列无砟轨道的技术特点、施工性能、耐久性、可维修性、经济性及其对地震的适应性,研究地震区桥上无砟... 为指导高烈度地震区桥上无砟轨道选型,结合地震区桥上无砟轨道的工程特点,提出无砟轨道选型需求及选型原则。通过综合分析我国CRTS系列无砟轨道的技术特点、施工性能、耐久性、可维修性、经济性及其对地震的适应性,研究地震区桥上无砟轨道选型方案及工程设计对策。研究结果表明:地震下相邻梁缝处易出现变形不一致,且连续轨道板一旦断裂对桥墩不利,地震区桥上无砟轨道应优先采用单元式无砟轨道;地震区桥上无砟轨道一旦发生破坏,应具备快速修复的能力;在综合考虑无砟轨道施工性、耐久性、可维修性及经济性等基础上,建议高烈度地震区优先采用CRTS双块式无砟轨道;为保证地震区桥上无砟轨道的安全性,建议开展无砟轨道抗震设计、地震灾害预警监控系统和地震适应性防护措施等方面研究工作。 展开更多

关键词 高烈度地震区 桥上无砟轨道 轨道选型 工程对策 抗震设计 地震预警

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朔黄重载铁路隧道病害分析与整治

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作者 王风 高阳 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2025年第1期8-14,共7页

朔黄铁路沿线工程条件复杂,因施工技术水平限制,隧道建成之初存在衬砌不密实、空洞等病害,运营过程中病害逐渐加重。针对朔黄铁路隧道情况,将地质雷达法、三维激光扫描法和人工目视法相结合,对48座隧道衬砌内部和表观病害进行调研分析,... 朔黄铁路沿线工程条件复杂,因施工技术水平限制,隧道建成之初存在衬砌不密实、空洞等病害,运营过程中病害逐渐加重。针对朔黄铁路隧道情况,将地质雷达法、三维激光扫描法和人工目视法相结合,对48座隧道衬砌内部和表观病害进行调研分析,对不同病害提出整治措施建议。研究表明,隧道衬砌病害均为B级与C级;衬砌内部病害拱顶、拱腰两位置病害的数量最大,占总量70.4%;表观病害主要为渗漏水和宽度5 mm以内裂纹,占比均在90.0%以上。针对衬砌内部病害,建议采取套拱加固、W钢带法等措施,表观病害建议采取波纹板加固、粘贴纤维布等措施。 展开更多

关键词 朔黄铁路 隧道衬砌 病害调研 成因分析 整治措施

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严寒环境铁路客站金属屋面力学分析

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作者 吴沅沫 郭鸿彬 张浩 《中国建筑金属结构》 2025年第2期14-17,共4页

为了解决高铁客站直立锁边金属屋面在严寒和雪荷载共同作用下的安全性问题,本文以吉林省某高铁客站的直立锁边金属屋面为例,通过采用有限元ANSYS软件建立模型,分析了极端组合工况和设计组合工况下的力学性能。提出了对檐口区域进行重点... 为了解决高铁客站直立锁边金属屋面在严寒和雪荷载共同作用下的安全性问题,本文以吉林省某高铁客站的直立锁边金属屋面为例,通过采用有限元ANSYS软件建立模型,分析了极端组合工况和设计组合工况下的力学性能。提出了对檐口区域进行重点监测的建议,研究结果表明:在严寒极端工况下,檐口区域由于下挠位移和横向应力显著高于其他区域,成为结构的薄弱环节。因此,在设计寒冷地区结构时,必须充分考虑极端荷载组合对结构安全性的影响。 展开更多

关键词 金属屋面 力学性能 极端荷载组合

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波纹板加固技术在铁路病害涵洞中的应用研究 被引量：2

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作者 陈树礼 崔春锴 +2 位作者 杜明康 刘永前 许宏伟 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第6期86-93,共8页

涵洞是铁路的重要组成部分,也是日常管养中最容易忽略的铁路设备,涵洞结构的劣化状况和受力性能直接影响线路的安全与稳定。针对提速改造条件下重载铁路涵洞出现的承载能力不足、沉降过大、错位和耐久性降低等诸多问题,基于有限元分析... 涵洞是铁路的重要组成部分,也是日常管养中最容易忽略的铁路设备,涵洞结构的劣化状况和受力性能直接影响线路的安全与稳定。针对提速改造条件下重载铁路涵洞出现的承载能力不足、沉降过大、错位和耐久性降低等诸多问题,基于有限元分析、试验检测和工程应用等方法,开展拼装波纹板加固涵洞机理分析、波纹板关键参数加固涵洞性能与敏感性分析,以及波纹板加固涵洞实际工程应用技术研究。研究结果表明:既有涵洞采用波纹板加固技术后,涵洞结构整体刚度显著提高,涵洞顶板受力和变形明显降低,加固效果较好;同样尺寸条件下,相对于矩形和三角形波纹板结构,采用圆弧形波纹板加固涵洞后,其顶板跨中最大竖向位移和最大应力值均能减小20%及以上,圆弧形波纹板具有更好的加固效果;主力组合荷载作用下,随波纹板波高和波距增加,波纹板Mises应力表现为逐渐减小趋势,且Mises应力与涵洞跨度基本成反比关系。16座涵洞现场实测结果表明,采用波纹板加固后,不同跨径盖板涵和框构涵受力和变形显著降低,跨中挠度及动应变较加固前降低幅度均超过40%,波纹板技术在重载铁路病害涵洞中具有较好的加固效果。 展开更多

关键词 铁路涵洞 病害涵洞 波纹板 加固技术 数值模拟 工程应用

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重载铁路双柱式桥墩加固技术优化研究 被引量：2

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作者 陈树礼 李夷豪 +2 位作者 张建功 王泽涛 祁鉴全 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第1期1-8,共8页

为探索基于性能提升的桥墩加固优化设计方法,以重载铁路中数量较多的分离式双柱式桥墩为对象,基于数值模拟分析和桥墩加固运营性能试验,开展3种常用方法加固条件下的桥墩静力性能对比分析和动力性能对比试验研究,并进行加固技术优化研究... 为探索基于性能提升的桥墩加固优化设计方法,以重载铁路中数量较多的分离式双柱式桥墩为对象,基于数值模拟分析和桥墩加固运营性能试验,开展3种常用方法加固条件下的桥墩静力性能对比分析和动力性能对比试验研究,并进行加固技术优化研究.结果表明,设计荷载作用下,墩身外包加固抑制墩顶水平位移效果较好,而"增大基础和增补桩基"组合加固则能有效减少基底截面应力;运营列车作用下,3种方法加固条件的墩顶横向振幅较加固前均有不同程度降低,但也有部分桥墩受施工等因素影响出现振幅增大的情况.采用优化提出的"增大基础+增补桩基+墩身外包"三重加固法,墩顶横向振幅降低幅度超过50%,能够很好地满足重载铁路双柱式桥墩强化改造需求. 展开更多

关键词 重载铁路 双柱式桥墩 加固技术 数值模拟 现场试验 优化设计

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基于优化变分模态分解的混凝土浅层空洞病害识别

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作者 赵维刚 石壮 +3 位作者 杨勇 田秀淑 鞠景会 李一凡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期91-102,共12页

针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立... 针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立了混凝土浅层空洞病害的理论模型,仿真了不同工况下的病害特征频率及其变化规律;提出了基于IVMD的信号分解方法,设计了基于Tent混沌与柯西变异优化的麻雀搜索算法联合搜索变分模态分解的关键参数k和α,在最佳分解的基础上提出了基于自相关函数图形、相关系数、衰减系数与频域分布情况的浅层空洞病害本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)识别方法;选取幅值衰减评估了特征IMF的衰减速度,得出了基于振动衰减特征的空洞病害识别方法;通过预埋病害模型试验对比分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,基于IVMD的分解方法能够有效降低噪声及其他成分的干扰,提高空洞病害识别精度和准确度。 展开更多

关键词 病害检测 优化麻雀搜索算法 优化变分模态分解(IVMD) 时域衰减速度 声振法

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滑道不平顺对大跨度桥梁转体动力性能影响研究

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作者 陈树礼 杜明康 崔春锴 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期89-96,共8页

滑道是转体桥梁的关键部件,滑道不平顺将直接影响转体过程中桥梁的安全与稳定。为研究滑道不平顺对大跨度转体桥梁的动力性能影响规律及其合理取值问题,基于某大跨度跨线桥梁转体施工现场实时监测并结合数值模拟分析方法,开展不同程度... 滑道是转体桥梁的关键部件,滑道不平顺将直接影响转体过程中桥梁的安全与稳定。为研究滑道不平顺对大跨度转体桥梁的动力性能影响规律及其合理取值问题,基于某大跨度跨线桥梁转体施工现场实时监测并结合数值模拟分析方法,开展不同程度条件下滑道不平顺对转体桥梁关键部位受力、变形、振动等动力响应影响研究。研究结果表明:实测转体桥梁滑道不平顺差异性较大,其数值介于0~15 mm之间,滑道不平顺的存在会导致转体桥梁单侧发生较小程度的倾斜;转体过程中,滑道不平顺差异变化速率与转体箱梁梁端振动响应成正比关系,其变化速率越大,梁端振动越剧烈,且环形滑道不平顺的数值差异也引起转体桥梁端振动响应不一致;0,5,10,15,20 mm和22 mm六种滑道不平顺条件下,转体桥梁主梁线形、撑脚应力、梁端竖向加速度和梁端动挠度整体表现为随着滑道不平顺数值增加而逐渐增大的趋势;滑道不平顺数值超过15 mm后,撑脚应力和桥梁振动响应明显增大,桥梁安全与稳定性降低,建议将转体桥梁滑道不平顺安全控制值确定为≤15 mm,以供类似转体桥梁结构参考使用。 展开更多

关键词 大跨度桥梁 滑道不平顺 转体法 实桥监测 数值模拟 动力性能

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抗拔桩承载能力影响因素与群桩变形规律试验研究

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作者 李浩然 王鑫磊 +1 位作者 张岩 方宏进 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第3期169-177,共9页

利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明:抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上... 利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明:抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上拔荷载不断增大,桩体产生相对位移,桩周土体由于桩身侧摩阻力产生塑性破坏;当桩身轴力自桩顶传递至桩底时,桩身底端产生抗拔“吸附力”,并伴随局部土体塑性破坏;随着桩周土体塑性区的拓展、连通,抗拔桩承载能力达到极限;桩身长径比、桩-土界面摩擦因数、桩侧土体压力与其承载极限呈正相关关系,其中桩身长径比对桩端“吸附力”具有重要影响;群桩抗拔过程中,角桩侧摩阻力发挥最充分,桩身位移量最小,极限承载力最大,中心桩桩身位移最大,极限承载力最低;距径比影响抗拔桩的群桩效应,当距径比从2增大至8时,桩身侧摩阻力提高30%,将距径比8作为群桩工程的推荐值,6~10作为群桩距径比的推荐范围。 展开更多

关键词 抗拔桩 长径比 距径比 摩擦阻力 中心桩

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基础加固施工对重载铁路桥梁静动力性能影响研究

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作者 陈树礼 祁鉴全 +2 位作者 王泽涛 张建功 李夷豪 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第2期7-13,共7页

铁路桥梁墩台基础加固施工会改变桥墩约束状态,影响结构稳定和列车运营安全。以某重载铁路轻型桥墩基础加固工程为背景,采用数值模拟和试验测试手段,研究各关键施工环节对桥墩和桥跨结构稳定性、刚度和振动响应的影响规律。研究结果表明... 铁路桥梁墩台基础加固施工会改变桥墩约束状态,影响结构稳定和列车运营安全。以某重载铁路轻型桥墩基础加固工程为背景,采用数值模拟和试验测试手段,研究各关键施工环节对桥墩和桥跨结构稳定性、刚度和振动响应的影响规律。研究结果表明,基础加固施工分为钻孔桩施工、基础侧土体开挖、基础混凝土浇筑、墩身连接等4个关键施工步骤,其中土体开挖会导致桥墩稳定性和横向刚度降低,随开挖深度增加,两者均逐渐降低,而混凝土浇筑则引起桥墩刚度和稳定性逐渐增加,桥墩横向连接加固则引起墩身刚度显著增大,增幅达到32%;整个施工阶段中,土体开挖引起桥梁结构振动响应显著增大,其他加固环节对桥梁振动响应不明显;施工过程中,列车轴重、速度、桥墩高度是影响桥梁动力响应的最敏感因素,随列车轴重和速度以及桥墩高度增加,桥梁动力响应增大明显。 展开更多

关键词 基础加固 重载铁路 桥梁高度 静动力性能 数值模拟 加固试验

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采空区复合灾害环境下含瓦斯煤自燃特征研究进展 被引量：12

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作者 田富超 贾东旭 +3 位作者 陈明义 梁运涛 朱红青 张同浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2711-2727,共17页

采空区瓦斯与煤自燃复合灾害日趋成为制约矿井安全生产的主要灾害模式,煤自燃作为瓦斯燃烧、爆炸等灾害事故的“点火源”,无疑是防范煤矿采空区复合灾害的关键。目前关于采空区遗煤残余瓦斯(吸附态为主)与风流瓦斯(游离态)对煤自燃影响... 采空区瓦斯与煤自燃复合灾害日趋成为制约矿井安全生产的主要灾害模式,煤自燃作为瓦斯燃烧、爆炸等灾害事故的“点火源”,无疑是防范煤矿采空区复合灾害的关键。目前关于采空区遗煤残余瓦斯(吸附态为主)与风流瓦斯(游离态)对煤自燃影响机理的认识还不够深入,为此探究了含瓦斯条件下煤自燃相关研究的最新进展。现阶段针对含瓦斯风流/气氛下煤自燃特性的研究内容较为丰富,但吸附态瓦斯影响条件下的煤自燃特性实验平台及相关研究成果较匮乏。研究表明,游离瓦斯易引起煤低温氧化气体产物出现明显的“滞后效应”,同时煤体放热强度减弱、活化能整体增大,这反映出氧化气氛中的瓦斯对煤自燃具有抑制作用;相应地,煤自燃过程中的官能团、自由基及煤微晶结构等微观特征参数均会随瓦斯体积分数呈现规律性演变。进一步,考虑到遗煤内部残余瓦斯与风流瓦斯的赋存状态差异,探究了瓦斯对煤自燃过程的影响机理,包括CH4对O_(2)的驱替稀释作用、CH_(4)与O_(2)的竞争吸附解吸引起的置换效应,以及高温环境下的O_(2)分子化学吸附和煤氧复合效应作用。基于此,提出了采空区遗煤在吸附态瓦斯影响下的自燃过程特性、含瓦斯煤自燃流–固–热–化多场耦合特征、含瓦斯煤自燃监测预警理论应用等亟待突破的瓶颈问题。 展开更多

关键词 煤自燃 复合灾害环境 微观特征 多场耦合 遗煤残余瓦斯 热动力灾害

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基于IDA的铁路超高墩地震易损性分析 被引量：2

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作者 范鑫 王新敏 陈士通 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第4期123-130,共8页

为探究铁路超高墩结构的抗震性能并对其在双向水平地震作用下的易损性进行评估,以西部山区某高速铁路超高墩结构为研究对象,根据结构自身动力特性,以材料应变状态对应的截面曲率作为损伤指标,描述其不同的损伤破坏状态并确定不同损伤状... 为探究铁路超高墩结构的抗震性能并对其在双向水平地震作用下的易损性进行评估,以西部山区某高速铁路超高墩结构为研究对象,根据结构自身动力特性,以材料应变状态对应的截面曲率作为损伤指标,描述其不同的损伤破坏状态并确定不同损伤状态所对应的指标限值。基于IDA方法,从PEER数据库中选取10组远场地震动作为双向地震动输入样本,以ANSYS为平台建立超高墩有限元模型进行非线性动力时程分析,得到不同强度地震动对应的结构地震响应。结合能力需求比的对数回归分析,建立超高墩各控制截面的概率地震需求模型对其易损性进行评估,并采用一阶界限法计算超高墩整体损伤概率并建立易损性曲线。结果表明:H形双柱式薄壁空心超高墩在强震作用下各部位均会发生一定程度的损伤,其中墩底部位损伤最为严重,在PGA为1.0g时墩底部位轻微损伤、中等损伤和完全损伤的超越概率分别为98.71%、96.92%和36.02%;结构完全损伤概率较小,满足三水准抗震设防要求并具有良好的抗倒塌能力;易损性分析能够准确地反映超高墩的真实抗震性能,为实际工程中既有超高墩的震后损伤加固或新墩设计提供理论依据。 展开更多

关键词 铁路桥 超高墩 地震易损性 增量动力分析 损伤概率 抗震性能

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某在役重载铁路32 m预应力混凝土T梁后装声屏障适应性分析

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作者 郑晓光 刘永前 +2 位作者 陈树礼 李勇 许宏伟 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第3期123-132,共10页

随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁... 随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁上后装声屏障的适应性,以在役铁路桥梁主梁型32 m简支T梁(专桥-2059A)为研究对象,采用数值模拟与结合现场实测桥梁现状分析的方法,基于不同荷载组合作用,开展T梁加装声屏障后主梁、声屏障与桥梁连接的位置及道砟槽板适应性分析,并对T梁翼缘板及声屏障结构的潜在薄弱位置进行破坏分析。研究结果表明:T梁加装声屏障后,主梁纵向强度受梁体L/8~L/4处抗剪控制,其中梁体L/8处抗剪安全系数为1.70,小于规范要求值1.80;声屏障与桥梁连接位置安全储备不足,其中,在最不利荷载组合作用下,挡砟墙钢筋应力超过容许值1.25倍、裂缝宽度超过容许值0.54 mm;道砟槽板在最不利荷载组合作用下,其钢筋应力安全储备剩余23.2%、裂缝宽度比规范容许值小0.07 mm。综合考虑3种分析,该类型T梁不宜后装声屏障;在最不利情况下,T梁及声屏障结构破坏顺序依次为预埋化学锚栓处、挡砟墙处、声屏障立柱与水平杆交接处、道砟槽板变高度处、翼缘板根部处。 展开更多

关键词 重载铁路 铁路桥梁 预应力混凝土 T梁 声屏障 实测修正 数值模拟 适应性

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经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络分析方法

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作者 刘振亮 李素超 赵存宝 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期35-43,共9页

基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经... 基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络(knowledge-guided neural network,KGNN)分析方法。首先,建立了包含761组RC墩柱拟静力试验样本的数据库;随后,基于经验知识分析了RC墩柱主要特征对其力学性能的影响规律,构建了相应的数学表征方法;最后,将RC墩柱试验数据及经验知识融入人工神经网络架构和训练过程,建立了高精度、可解释、可通用且不依赖大量训练数据的RC墩柱力学性能KGNN分析模型。本文提出的KGNN分析方法与纯数据驱动神经网络(BPNN)的结果对比表明:BPNN在测试集上表现更好,在分析墩柱承载力时均方根误差(E)和拟合系数(R^(2))分别为0.070和0.978,KGNN模型的E和R^(2)分别为0.108和0.942;但由于BPNN所预测的墩柱特征对承载力的影响规律与经验知识并不吻合,即未能准确反映墩柱特征与其力学性能间的关系,BPNN模型发生了过拟合;而KGNN方法不仅可以快速准确获得RC墩柱力学性能,且预测规律与经验知识吻合较好,具有更高的可靠性和实用性。因此,融合试验数据与经验知识的神经网络有望成为一种新的RC结构力学性能分析方法。 展开更多

关键词 钢筋混凝土墩柱 数物融合的神经网络 经验知识 力学性能 试验数据库

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重载铁路隧道衬砌结构车致累积损伤演化规律

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作者 饶晨捷 王景春 +2 位作者 王大鹏 侯卫红 牛星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期282-288,共7页

为研究重载铁路马蹄形隧道车致损伤分布特征及演化规律,结合混凝土塑性损伤本构模型和规范推荐的混凝土拉压本构关系。以改进的Miner累积损伤理论为基础,建立了重载铁路单线马蹄形隧道-围岩耦合动力模型,研究了重载列车长期作用下隧道... 为研究重载铁路马蹄形隧道车致损伤分布特征及演化规律,结合混凝土塑性损伤本构模型和规范推荐的混凝土拉压本构关系。以改进的Miner累积损伤理论为基础,建立了重载铁路单线马蹄形隧道-围岩耦合动力模型,研究了重载列车长期作用下隧道衬砌结构的损伤分布特征、累积损伤、损伤增量演化规律。结果显示:衬砌长期车致损伤主要分布在轨下仰拱处、仰拱与边墙交接处和仰拱填充与边墙交接处;边墙部分损伤由内侧向外侧演化,仰拱部分损伤由外侧向内侧演化;满载通行相比于空载最大损伤位置损伤量增大3.41倍;累积损伤及损伤增量都随着运营次数的增加而增大,且呈现非线性变化;隧道运营期间应在损伤增量进入显著增长区时,进行隧道衬砌的检测养护工作。 展开更多

关键词 重载铁路 混凝土塑性损伤 累积损伤理论 损伤分布 损伤演化

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衬砌-围岩时效劣化影响下开裂衬砌服役可靠性分析

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作者 王大鹏 王景春 +2 位作者 孙丽娟 牛星 徐强 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2535-2546,共12页

隧道衬砌结构在服役期内多为含裂缝工作,并且在侵蚀环境长期作用下,隧道支护结构和围岩性能指标将发生劣化,将直接导致衬砌结构服役期内的可靠性降低。为研究劣化效应影响下含裂缝衬砌的服役性能,建立考虑围岩及衬砌劣化效应的时效可靠... 隧道衬砌结构在服役期内多为含裂缝工作,并且在侵蚀环境长期作用下,隧道支护结构和围岩性能指标将发生劣化,将直接导致衬砌结构服役期内的可靠性降低。为研究劣化效应影响下含裂缝衬砌的服役性能,建立考虑围岩及衬砌劣化效应的时效可靠性分析模型。通过分析衬砌混凝土强度、弹性模量和围岩弹性模量的经时劣化规律,确定影响结构性能劣化参数的统计特征,建立基于线弹性断裂力学的裂缝尖端应力强度因子时变模型和衬砌时变可靠性分析框架。以某山岭病害铁路隧道为例,利用随机有限元法获取不同裂缝深度、裂缝位置情况下应力强度因子典型服役时间点的统计特征,采用蒙特卡洛法计算开裂衬砌典型服役时间点的可靠度指标。结合2个工程失效案例验证模型的有效性。研究结果表明:劣化效应对含裂缝衬砌服役性能影响显著,衬砌可靠度指标随服役时间增加而降低,在评价分析既有隧道服役性能时,需要考虑长期劣化效应的影响;裂缝应力强度因子与裂缝开裂深度成正相关,开裂深度越大,结构可靠度指标越低;不同位置裂缝因受力不同强度因子存在较大差异,拱肩处结构可靠性能衰减同拱顶处相似。边墙处由于受力较小,服役期内可靠度指标满足要求。模型可以较为准确地模拟和预测隧道开裂失效的情况,研究结果为准确评估开裂衬砌的服役性能提供了依据,为运营期隧道维修养护提供了参考。 展开更多

关键词 隧道工程 性能劣化 时变可靠度 应力强度因子 蒙特卡洛法

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