城市轨道交通混凝土连续刚构桥车-桥耦合振动分析 被引量：5

1

作者 于可辉 何旭辉 +2 位作者 蔡陈之 沈浩杰 周智辉 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2344-2349,共6页

为研究城市轨道交通混凝土连续刚构桥车-桥系统动力性能,从数值模拟与现场实测两方面分析车−桥系统的振动特性。以满载地铁B型车和某三跨(42 m+65 m+42 m)刚构桥为对象,展开跑车试验,控制列车分别以60,80,100和120 km/h的速度通过待测... 为研究城市轨道交通混凝土连续刚构桥车-桥系统动力性能,从数值模拟与现场实测两方面分析车−桥系统的振动特性。以满载地铁B型车和某三跨(42 m+65 m+42 m)刚构桥为对象,展开跑车试验,控制列车分别以60,80,100和120 km/h的速度通过待测试桥梁,获得列车−桥梁系统振动响应。然后,采用SIMPACK和ANSYS联合仿真分析方法,计算了不同速度条件下,车-桥系统的动力响应。研究结果表明:列车与桥梁振动指标小于规范限值,列车运行的安全性与乘坐舒适度较好,桥梁结构具有良好的横向、竖向刚度以及动力性能。研究成果可为此类连续刚构桥的动力分析提供指导和借鉴。 展开更多

关键词 混凝土连续刚构桥 车桥耦合振动 现场实测 数值模拟 动力响应

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深基坑桩-撑-土组合支护结构的受力特性与优化设计 被引量：12

2

作者 林宇亮 程勇 +4 位作者 刘玮 王斌 高文慧 李柔锋 李志宏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2162-2174,共13页

依托某高层建筑深基坑工程,通过现场试验获得不同施工阶段组合支护结构及基坑关键部位的变形规律。基于土体硬化模型建立深基坑组合支护体系的三维数值模型,对基坑开挖施工进行全过程模拟,分析支护结构体系的桩身弯矩、桩身位移和土压... 依托某高层建筑深基坑工程,通过现场试验获得不同施工阶段组合支护结构及基坑关键部位的变形规律。基于土体硬化模型建立深基坑组合支护体系的三维数值模型,对基坑开挖施工进行全过程模拟,分析支护结构体系的桩身弯矩、桩身位移和土压力分布规律。针对反压土的顶宽、高度、坡度以及斜支撑的间距、直径等影响因素设计正交试验,对围护桩受力变形的影响参数进行敏感性分析,并提出优化建议。研究结果表明:围护桩最大位移与最大正弯矩随反压土顶宽、高度、斜支撑直径的增大而减小,随着反压土坡度、斜支撑间距的增大而增大。桩身变形影响因素敏感性从大至小依次为反压土坡高、顶宽、反压土坡度、斜支撑间距和斜支撑直径;对组合支护体系进行设计时,建议在确定土坡自稳角度的前提下,尽量增大反压土土坡高度。 展开更多

关键词 基坑工程 组合支护结构 反压土 斜支撑 受力特性 优化设计

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风屏障对公铁同层双幅桥-列车气动特性的影响

3

作者 邹云峰 刘政华 +2 位作者 何旭辉 刘路路 杨甲锋 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1144-1153,共10页

设置风屏障是保障强风作用下桥上列车行车安全的一种有效措施,但风屏障对车-桥系统气动特性的影响受列车下部结构形式影响显著。为此,通过节段模型测力和测压风洞试验,研究风屏障对我国首座大跨公铁同层双幅桥-列车气动特性的影响。研... 设置风屏障是保障强风作用下桥上列车行车安全的一种有效措施,但风屏障对车-桥系统气动特性的影响受列车下部结构形式影响显著。为此,通过节段模型测力和测压风洞试验,研究风屏障对我国首座大跨公铁同层双幅桥-列车气动特性的影响。研究结果表明:不同风向角下风屏障对铁路主梁平均气动力系数的影响基本相似;风向角β=0°时风屏障主要影响铁路主梁脉动升力系数,而风向角β=180°时风屏障主要影响铁路主梁脉动阻力系数。风向角β=0°时风屏障对公路主梁脉动气动力系数影响较小,而风向角β=180°时风屏障主要影响铁路主梁脉动阻力系数和脉动升力系数。风向角β=0°时风屏障对列车平均阻力系数的影响大于风向角β=180°时风屏障的影响;而风向角β=180°时风屏障对列车脉动阻力系数的影响大于风向角β=0°时风屏障的影响;风向角β=0°时,风屏障主要影响列车迎风面及迎风面与底面圆弧过渡段处平均风压系数,而风向角β=180°时,风屏障主要影响迎风面及迎风面与顶面圆弧过渡处的平均风压系数;风屏障对列车平均风压系数的影响与风向角密切相关,进而导致风屏障对不同风向角下列车气动力的影响差异显著;风向角β=0°时风屏障能有效降低列车底部圆弧过渡段区域内气流脉动性,而风向角β=180°时风屏障对列车顶部圆弧过渡段区域内气流脉动性的削弱作用有限。研究成果为同类型双幅桥梁风屏障设计提供参考和依据。 展开更多

关键词 风屏障 公铁双幅桥 车桥系统 风洞试验 气动特性

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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

4

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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采用多级模态组响应重构的密集模态损伤识别方法

5

作者 邹云峰 董欢枝 +2 位作者 卢玄东 何旭辉 蔡陈之 《振动工程学报》 北大核心 2025年第9期1955-1966,共12页

受限于常见的密集模态和庞大的结构维数,基于模态参数的损伤识别难以应用于土木结构中。为此,本文提出一种采用多级模态组响应重构的密集模态损伤识别方法。针对密集模态的情况,将频率间隔小的几个模态归为一组,并提取整个模态组响应作... 受限于常见的密集模态和庞大的结构维数,基于模态参数的损伤识别难以应用于土木结构中。为此,本文提出一种采用多级模态组响应重构的密集模态损伤识别方法。针对密集模态的情况,将频率间隔小的几个模态归为一组,并提取整个模态组响应作为损伤敏感特性。采用多级损伤识别和模型缩聚策略,在超单元级损伤定位中,通过模型缩聚将原结构转换为自由度更少的超单元模型,再定义模态组响应应变能作为损伤指标求解最小化问题,实现损伤超单元的定位;在单元级损伤识别中,将最小化问题表述为重构和实际的模态组响应的误差,从而实现损伤单元的定位和量化。通过数值模拟研究和试验验证,阐述了该方法的运算过程,证明了其可行性。与传统方法对比的结果表明,该方法一方面通过多级识别策略和模型缩聚提高了损伤识别的精度和效率,另一方面通过将模态组作为损伤敏感特性,弥补了基于模态识别的方法面对密集模态时无法准确识别损伤的不足,无论密集模态存在与否都可基于结构的应力、应变、位移、加速度等多种动力响应进行损伤识别。 展开更多

关键词 模态组响应 密集模态 多级损伤识别 模型缩聚

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横风作用下旋叶型风屏障对车桥系统的气动特性影响研究 被引量：1

6

作者 蔡陈之 刘昊天 +2 位作者 何旭辉 邹云峰 黄永明 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期177-186,220,共11页

为保障复杂风环境下高速列车桥上行车安全,以典型简支箱梁与CRH380A列车为研究背景,提出一种上部为导风叶片,下部为不透风屏障所组成的新型旋叶型风屏障。在通过风洞试验验证数值仿真模型的基础上,探究了旋叶型风屏障叶片的旋转角度与... 为保障复杂风环境下高速列车桥上行车安全,以典型简支箱梁与CRH380A列车为研究背景,提出一种上部为导风叶片,下部为不透风屏障所组成的新型旋叶型风屏障。在通过风洞试验验证数值仿真模型的基础上,探究了旋叶型风屏障叶片的旋转角度与底部高度对车桥系统气动特性及流场的影响,并揭示了风屏障参数对车桥气动特性的影响机理。研究结果表明,旋叶型风屏障叶片的旋转角度对车桥气动系数影响显著,其中阻力系数及弯矩系数的变化趋势在列车与桥梁之间呈现相反的特点,而两者的升力系数却呈现相同的变化趋势。叶片旋转方向对风屏障与列车间漩涡的形成具有显著影响,相比逆时针旋转,叶片顺时针旋转时屏障后方流场更平稳,产生的漩涡数量、面积及流速均更小。风屏障底部高度在旋转角度较大时(|α| ≥30°),能明显减小列车的阻力与弯矩系数,且其变化主要影响列车与屏障之间的流场结构。在适当的旋转角度下,旋叶型风屏障相较于栅栏型风屏障能较大幅度地降低桥梁阻力系数与列车的弯矩系数,其中桥梁阻力与列车弯矩降幅最大可达17.8%和48.5%。 展开更多

关键词 横风 旋叶型风屏障 计算流体动力学 风洞试验 车桥系统

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膨胀土边坡的水平膨胀力及桩板结构内力分析 被引量：17

7

作者 林宇亮 张震 +4 位作者 罗桂军 肖洪波 杨果林 鲁立 段君义 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期140-149,共10页

通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法。开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力... 通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法。开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力的“反K形”分布模式。根据桩板结构特点,基于水平膨胀力的“反K形”分布、梯形分布模式推导桩板结构的桩体剪力和弯矩计算公式,并将桩体弯矩计算结果与现场试验结果进行对比。研究结果表明:基于水平膨胀力“反K形”分布得到的桩身内力具有较高的可靠性,验证了桩板结构水平膨胀力“反K形”分布的合理性和有效性。研究成果可为膨胀土边坡桩板结构的工程设计提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 桩板结构 水平膨胀力 应力分布

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太阳辐射下钢管构件非均匀温度场研究

8

作者 赵文琦 何旭辉 +3 位作者 邹云峰 蔡陈之 徐明 黄石基 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期4093-4107,共15页

桥梁钢结构在自然环境中受到气温、太阳辐射以及风速等多种因素的综合影响,导致其内部的温度分布不均,这可能会构成潜在的安全风险。为有效缓解非均匀温度效应对桥梁钢结构的不利影响,深入探索桥梁钢结构在太阳辐射作用下的温度效应机制... 桥梁钢结构在自然环境中受到气温、太阳辐射以及风速等多种因素的综合影响,导致其内部的温度分布不均,这可能会构成潜在的安全风险。为有效缓解非均匀温度效应对桥梁钢结构的不利影响,深入探索桥梁钢结构在太阳辐射作用下的温度效应机制,选取不同方位和倾角的圆形和矩形钢管构件作为研究对象,开展温度试验研究,分析钢管形状、方位和倾角对其温度分布特性的影响。基于试验数据,构建探究钢管构件热行为的有限元模型并进行严格验证。通过定性和定量相结合的方式,揭示方位和倾角对圆形和矩形钢管热应力分布的影响机理,为桥梁钢结构的施工和运维提供参考。研究结果表明:方位和倾角是影响钢管构件温度分布的重要因素,与东西走向钢管相比,南北走向钢管的各部分温度变化呈现出不同步的特点,导致更加复杂的温度分布模式。无论是圆形还是矩形钢管,在水平放置时温度差异最为显著,而随着倾角增大,这种温度差异逐渐减小。水平钢管的日最大温差与45°和90°钢管的日最大温差相比,差异最大可达7.5℃和14.5℃。此外,钢管构件的热应力变化与太阳辐射强度的变化密切相关。南北走向钢管的热应力分布较东西走向钢管更加不均匀,而水平钢管的热应力较45°和90°钢管更大。圆形和矩形钢管的最大Von Mises应力均出现在南北向水平钢管,最大热应力分别达到119.1 MPa和123.8 MPa,且最大平均热应力分别达到86.5 MPa和92.1 MPa。研究成果可为钢结构桥梁的热效应研究提供科学依据,对工程设计和安全管理具有重要指导意义。 展开更多

关键词 桥梁工程 温度场 模型试验 数值计算 钢管构件 太阳辐射

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北江引水工程新型敞开式TBM断层破碎带塌方整治技术研究 被引量：4

9

作者 陈松林 王立川 +5 位作者 胡恒千 王树英 杨泽斌 种攀攀 卢闯 陈宏伟 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第12期2122-2132,共11页

为解决以“主机护盾+喷锚支护”为特点的新型敞开式TBM在广州市北江引水工程4#隧洞施工过程中易发生断层破碎带塌方问题,依据断层破碎带地质特点和新型敞开式TBM设备特点,针对性地提出“塌腔化学注浆填充+松散体化学注浆加固+喷锚支护+... 为解决以“主机护盾+喷锚支护”为特点的新型敞开式TBM在广州市北江引水工程4#隧洞施工过程中易发生断层破碎带塌方问题,依据断层破碎带地质特点和新型敞开式TBM设备特点,针对性地提出“塌腔化学注浆填充+松散体化学注浆加固+喷锚支护+密布拱架支护+超前注浆加固”塌方整治方案。模拟结果表明:1)断层中心最大拱顶竖向位移约为2.1 mm,拱脚最大收敛位移相对值约为0.05%;2)拱顶喷射混凝土所受最大拉应力约为1.0 MPa,锚杆所受最大拉力约为41.6 kN,均满足受力变形控制要求。在现场实施整治方案后,化学注浆填充饱满,避免了塌腔进一步大范围垮塌对支护结构的冲击;加固注浆松散体胶结效果好,实测形成厚约3 m的承载圈,防止了碎渣的持续滑塌。整治后,围岩初期支护强度得到提高;并对未脱出盾尾的围岩进行预注浆加固,确保TBM顺利通过破碎带。最终监控量测结果表明,最大拱顶竖向位移约为2.0 mm,最大收敛位移相对值约为0.10%,该整治方案有效保障了TBM盾尾后方敞开段的施工安全。 展开更多

关键词 断层破碎带 塌方整治 化学注浆 数值模拟 现场监测 TBM隧洞

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钢桁梁断面形式对公铁两用桥上列车气动特性影响 被引量：3

10

作者 何旭辉 肖海珠 +2 位作者 高宿平 邹云峰 刘路路 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期184-193,共10页

钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于... 钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于三种钢桁梁断面形式上的上游时,列车的阻力、升力系数无明显差异,而单列车位于下游时,列车的阻力、升力系数有较大的区别;在双车状态下,由于迎风侧列车的遮挡作用,改变了不同钢桁梁断面形式下列车的流场,使得钢桁梁断面形式对背风侧列车影响较小。无论列车位于上游、下游,其三种钢桁梁断面形式下列车的阻力系数、升力系数随风攻角的变化趋势一致。当列车位于上游时,其三种钢桁梁断面形式上列车顶部和底部圆弧过渡段都出现不同程度的流动分离,使得其列车平均风压系数不同;当列车位于下游时,三种钢桁梁断面形式上列车平均风压系数变化趋势一致,说明钢桁梁断面形式对下游列车的平均风压影响较小。列车位于上、下游时,其脉动风压系数会有显著的差异,其脉动风压系数的大小受腹杆布置形式的影响要比梁高的不同更为显著。本文研究结果可为大跨钢桁梁桥的断面形式选取提供参考和依据。 展开更多

关键词 钢桁梁断面形式 车桥组合 三分力系数 平均风压 脉动风压 风洞试验

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基于SSA-BP神经网络的车-轨-桥系统随机振动分析 被引量：4

11

作者 何旭辉 赵永帅 蔡陈之 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3225-3236,共12页

轨道及桥梁结构参数随机性对车-轨-桥耦合系统的振动影响不能忽略。基于代理模型研究轨道-桥梁间3层弹簧刚度和弹簧阻尼以及桥梁刚度和阻尼的随机性对竖向车-轨-桥耦合系统动力响应的影响。首先,基于经典的车-轨-桥耦合系统力学模型(没... 轨道及桥梁结构参数随机性对车-轨-桥耦合系统的振动影响不能忽略。基于代理模型研究轨道-桥梁间3层弹簧刚度和弹簧阻尼以及桥梁刚度和阻尼的随机性对竖向车-轨-桥耦合系统动力响应的影响。首先,基于经典的车-轨-桥耦合系统力学模型(没有考虑桥墩),采用Monte-Carlo生成2 000个样本集,作为代理模型的训练集。然后,对比SSA-BP(麻雀优化BP算法)与传统BP神经网络、GA-BP神经网络(遗传优化BP算法)对车辆和桥梁响应的预测精度,同时探讨样本数量以及Levenberg-Marquardt和Bayesian Regulation训练算法对SSA-BP神经网络预测精度的影响。最后,假定各随机参数概率分布规律服从高斯型正态分布,所有随机参数变异系数均分为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25等5个级别,采用所提出的SSA-BP神经网络研究轨道及桥梁的刚度和阻尼变化对车辆和桥梁响应极值的影响。结果表明:与经典的车-轨-桥耦合系统力学模型相比,所提出的代理模型具有更高的计算效率;SSA-BP模型对车辆和桥梁响应的预测精度高于GA-BP模型,GA-BP模型的预测精度高于传统的BP模型;SSA-BP模型采用Levenberg-Marquardt训练算法对车辆和桥梁响应的预测精度优于Bayesian Regulation训练算法的预测精度;道砟和桥梁之间弹簧刚度的随机变化对桥梁随机振动响应尤为明显;钢轨和轨枕之间弹簧刚度的随机性对车体响应的影响不可忽视,而桥梁刚度和阻尼随机性对车体的影响可不考虑。研究成果可为车轨桥系统随机振动响应预测进一步研究提供依据和参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 车轨桥系统 SSA-BP 随机振动 代理模型

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盾构隧道泥渣脱水处理技术研究综述 被引量：2

12

作者 王树英 管少祥 +1 位作者 倪准林 杨泽斌 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期35-52,I0039-I0056,共36页

脱水处理是盾构泥渣减量化的主要方法,对现阶段各类盾构隧道泥渣脱水处理技术进行分析总结具有重要的意义。从盾构泥渣的性质及其赋存水机制出发,总结归纳过滤比阻、毛细吸水时间、沉降速率、渗透系数以及含水率5项用于评价泥渣脱水性... 脱水处理是盾构泥渣减量化的主要方法,对现阶段各类盾构隧道泥渣脱水处理技术进行分析总结具有重要的意义。从盾构泥渣的性质及其赋存水机制出发,总结归纳过滤比阻、毛细吸水时间、沉降速率、渗透系数以及含水率5项用于评价泥渣脱水性能的指标,重点阐述机械脱水、干化脱水与渗流脱水等主要脱水技术,分析各类方法的脱水效果、适用性和局限性。机械脱水技术在黏粒含量较少的盾构泥渣脱水处理方面已较为成熟,而对于黏粒含量较多的盾构泥渣需加入高效的调理剂改性以增强脱水性能,目前较高的脱水成本与调理剂污染处理是其亟需解决的问题。自然晾晒显然已不能满足效率与环保的要求;热干化脱水虽然适用范围广且脱水较为彻底,但其存在能耗大、成本高的缺陷;渗流脱水技术中的土工管袋法以及真空预压法对渗透性较大的泥渣具有较好的脱水效果;电渗法可适用于低渗透性黏土,然而其耗电量大且电极易腐蚀的缺陷还难以避免。目前盾构泥渣脱水处理主要存在设备适应性不足、能耗高与运维难、泥渣资源利用率低、新技术难以推广应用以及处理规范体系不完善等问题。未来应注重脱水设备向智能化、模块化、集成规模化三位一体方向的发展,同时实现高效的泥渣资源再利用,制定统一的脱水规范并鼓励脱水新技术的工程应用与推广。 展开更多

关键词 盾构隧道 泥渣 脱水技术

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考虑黏土蠕变特性的大埋深盾构复推总推力增量解析解研究 被引量：1

13

作者 王树英 钟嘉政 +1 位作者 付循伟 龚振宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期139-150,共12页

由于黏土存在蠕变效应,黏土地层中盾构长时间停机会诱发盾构复推总推力增量过大、盾构姿态难以控制、管片易破损等次生风险等问题,将黏土地层视为Burgers黏弹性体,构建考虑地层应力和蠕变特性的大埋深圆截面隧洞简化力学模型,根据黏弹... 由于黏土存在蠕变效应,黏土地层中盾构长时间停机会诱发盾构复推总推力增量过大、盾构姿态难以控制、管片易破损等次生风险等问题,将黏土地层视为Burgers黏弹性体,构建考虑地层应力和蠕变特性的大埋深圆截面隧洞简化力学模型,根据黏弹性理论推导盾壳-地层径向接触应力的黏弹性解,进而通过积分和分段计算求解复推总推力增量与停机时间的理论关系式。结合水工盾构隧洞停机实例,对比复推总推力增量实际值与理论值。研究结果表明:复推总推力增量实际值与理论值平均相对误差为13.81%,验证了该解析解的可靠性;隧洞埋深越大,复推总推力增量越大,表明大埋深段停机需更关注复推推力控制;盾壳-地层界面摩阻力随超挖间隙增大而减小,而复推总推力增量随之增大;此外,总推力增量随着盾壳-地层界面摩擦因数减小而显著减小。因此,设置合适的超挖间隙和长时间停机时采取往盾壳外注入膨润土等润滑减阻措施能有效预防大埋深段停机的次生风险。 展开更多

关键词 黏土蠕变特性 盾壳-地层接触应力 复推总推力增量 超挖间隙 摩擦因数

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间距对公铁双幅主梁气动特性影响的试验研究 被引量：2

14

作者 刘路路 何旭辉 +1 位作者 邹云峰 杨甲锋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1482-1494,共13页

为研究间距对非对称公铁双幅主梁气动特性的影响,以某大跨度公铁双幅斜拉桥主梁断面为背景进行节段模型风洞试验,在间距L/Br=0.2~2.0范围内,测试了2种不同来流方向下双幅主梁的气动特性,分析非对称双幅主梁气动力系数、表面风压分布并... 为研究间距对非对称公铁双幅主梁气动特性的影响,以某大跨度公铁双幅斜拉桥主梁断面为背景进行节段模型风洞试验,在间距L/Br=0.2~2.0范围内,测试了2种不同来流方向下双幅主梁的气动特性,分析非对称双幅主梁气动力系数、表面风压分布并推断主梁周围绕流特征,明确间距对非对称公铁双幅主梁气动干扰规律的影响规律。结果表明:无论风向角α=0°或α=180°,上游主梁气动力系数、表面风压分布和绕流方式受间距影响程度相对较小,与单幅主梁气动特性和绕流方式相似;但下游主梁气动特性受间距影响较大,且完全不同于单幅主梁,间隙处的绕流形式随间距的增大而发生变化,下游主梁气动力系数、平均风压系数曲线和脉动风压曲线也表现出完全不同的规律;且间距越大,下游主梁气动特性和绕流方式越接近于单幅主梁。公路主梁的流线性相比于铁路主梁更强,这种气动外形差异导致2种来流方向下非对称双幅主梁气动特性和绕流形式不同,间距在L/Br=0.2~2.0范围内,气动干扰对其影响规律也完全不同。如α=0°时,双主梁上表面始终为“单一钝体流态”;但α=180°时,双主梁上表面属于“剪切层附着流态”,间距不同,上游公路主梁尾流附着于下游铁路主梁的位置不同,据此可再细分为2种不同的绕流方式。研究成果可为同类型非对称双幅桥梁间隙距离设计提供参考。 展开更多

关键词 间距效应 双幅桥 公铁平层桥 气动干扰 风压系数 风洞试验

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基于振动台试验的不同含石率土-石混合体边坡地震动响应差异性研究 被引量：1

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作者 谢周州 赵炼恒 +3 位作者 李亮 黄栋梁 张子健 周靖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2324-2337,共14页

针对土-石混合体边坡动力响应特性尚不明确的问题,基于相似原理设计开展了3组不同含石率土-石混合体边坡大型振动台试验,系统地对比分析了不同含石率土-石混合体边坡动力响应的差异。研究结果表明:土-石混合体边坡在地震作用下的加速度... 针对土-石混合体边坡动力响应特性尚不明确的问题,基于相似原理设计开展了3组不同含石率土-石混合体边坡大型振动台试验,系统地对比分析了不同含石率土-石混合体边坡动力响应的差异。研究结果表明:土-石混合体边坡在地震作用下的加速度响应符合自由面效应,即边坡在近坡顶端处的加速度放大效应要明显强于坡体内,而不同含石率土-石混合体边坡在不同频率正弦波激振作用下的动力响应差异明显,这是因为不同含石率土-石混合体边坡结构的动力特性存在差异;地震作用下,模型边坡动土压力由边坡浅表层至坡体内部呈不断增大趋势,但由于坡体变形与损伤程度不同,不同含石率边坡整体的动土压力响应程度不同;且在地震波分级加载过程中,边坡不同部位处动土压力的突变可作为边坡产生动力破坏的依据;随着含石率的上升,地震作用下边坡整体的变形程度逐渐降低:20%含石率边坡表现为由浅层至深层的连续滑动,而40%与60%含石率的边坡变形则相对较小,40%含石率边坡仅表层岩土体发生滑移,60%含石率边坡仅浅表层土体发生剥落,含石率的提升对土-石混合体边坡起到了加固作用。 展开更多

关键词 地震滑坡 振动台试验 边坡工程 土-石混合体 动力响应

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基于非线性强度特征的深埋隧道围岩有限应变求解 被引量：1

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作者 陈嘉骏 路喆津 +2 位作者 孟超 胡世红 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4148-4160,共13页

深埋隧道的围岩强度随着围压的增大而呈现出明显的非线性变化,且其具有高地应力这一显著特征使得准确评估隧道掘进过程中围岩的力学响应难以实现。引入岩石的非线性强度特征,建立深埋隧道围岩的对数应变方程,并考虑已有研究中大多忽略... 深埋隧道的围岩强度随着围压的增大而呈现出明显的非线性变化,且其具有高地应力这一显著特征使得准确评估隧道掘进过程中围岩的力学响应难以实现。引入岩石的非线性强度特征,建立深埋隧道围岩的对数应变方程,并考虑已有研究中大多忽略的岩石应变硬化特性,在有限差分循环迭代过程中使用当前节点的塑性剪切应变进行内部变量求解,提出基于统一应变硬化−应变软化本构模型和非线性剪胀模型的围岩弹塑性耦合有限应变解析方法。模型退化为小应变分析时,解析结果与经典理论解答基本一致,可以验证方法的有效性。影响参数分析表明:忽略岩石剪胀系数的非线性衰减将低估有限应变围岩的塑性区范围;随岩石剪胀特性的增强,洞壁位移、残余区半径和塑性区半径逐渐增加,且其增加幅度随围压减小而明显。岩石应变软化特性主要影响围岩残余区和软化区的占比,引起围岩位移的变化,其特性增强将显著减小塑性区半径。是否考虑岩石应变硬化特性对围岩塑性区范围的评估至关重要,但应变硬化特性的增强对塑性区的半径影响较小,其特性增强主要表现为对围岩软化区和硬化区占比的改变。采用该方法可有效评估深埋隧道有限应变围岩的塑性区范围,并为支护结构体系的设计提供理论指导。 展开更多

关键词 非线性强度特征 剪胀特性 应变硬化−应变软化 深埋隧道 有限应变

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挡风墙对风区隧道火灾排烟效果的影响研究 被引量：5

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作者 栾蝶 范传刚 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1979-1989,共11页

烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FD... 烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FDS(Fire Dynamics Simulator)软件建立典型的2车道公路隧道火灾模型,考虑风区10,20和30 m/s 3种横风速度,分别讨论有无挡风墙时的隧道内火灾烟气运动情况。无挡风墙时,横风会将烟气封堵在隧道内,造成隧道内热量的积聚,同时,隧道下部空间被烟气侵蚀,对人员逃生和救援工作产生不利的影响。进一步探讨不同宽度和高度的挡风墙对隧道内火灾烟气运动、隧道顶部温度、能见度及烟气层高度参数的影响,从而确定适合风区2车道公路隧道的最佳挡风墙尺寸。研究结果表明,隧道出口设置挡风墙可以有效促进风区隧道火灾烟气的排出,且能够大大降低隧道顶部温度。这是由于风流经过挡风墙时发生边界层分离,挡风墙内部形成负压驱使火灾烟气从隧道排出。当横风速度较大时,烟气倾向于全部从风区一侧排出,非风区一侧形成完全干净的空间,此时人员逃生和灭火救援可以从非风区侧进行。此外,挡风墙的尺寸并非越大越好,基于3个隧道火灾安全疏散指标,提出了优化的风区2车道公路隧道的挡风墙尺寸为4 m(宽)×8 m(高)。 展开更多

关键词 隧道 挡风墙 横风 烟气排出 优化设计

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膨胀土边坡的失稳特征与稳定性分析 被引量：25

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作者 张震 林宇亮 +2 位作者 何红忠 张红日 杨果林 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期104-113,共10页

以湖北当阳某膨胀土边坡实体工程为依托,结合工程实际调研和现场测斜数据,观测上覆堆载和膨胀力作用下膨胀土边坡的失稳滑移位置及其形状特征,分析膨胀土边坡的滑动破坏特征及其致滑机制。结合膨胀土强度参数、膨胀力等物理力学指标,基... 以湖北当阳某膨胀土边坡实体工程为依托,结合工程实际调研和现场测斜数据,观测上覆堆载和膨胀力作用下膨胀土边坡的失稳滑移位置及其形状特征,分析膨胀土边坡的滑动破坏特征及其致滑机制。结合膨胀土强度参数、膨胀力等物理力学指标,基于Bishop法、Janbu法等基本思想,推导上覆堆载和膨胀力作用下的膨胀土边坡稳定性计算公式。基于工程实例,分析上覆堆载、位置以及膨胀力对膨胀土边坡稳定性的影响。研究结果表明:在上覆堆载和水分入渗的作用下,当阳地区膨胀土边坡呈整体滑移破坏,呈现坡体后缘开裂、前缘圆弧状滑出的特征;堆载荷载增大、堆载距坡肩间距减小和膨胀力增加导致膨胀土边坡稳定系数持续下降;当膨胀力较小时,由改进的Janbu法和Bishop法得到的膨胀土边坡稳定系数接近;随着膨胀力增大,这2种方法所得的膨胀土边坡稳定系数差异增大。 展开更多

关键词 膨胀土边坡 上覆堆载 稳定性分析 极限平衡法

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双层桁架桥上列车气动特性风洞试验研究 被引量：6

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作者 何旭辉 高宿平 +1 位作者 邹云峰 刘路路 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2165-2172,共8页

为研究双层桁架桥上列车位于主梁断面上、下层的气动特性,通过节段模型风洞试验对双层桁架主梁断面上列车进行测力、测压。以某大跨度公铁两用悬索桥和CRH2列车为背景,研究双层桁架主梁断面上列车在迎、背风侧时,列车位于上、下层时的... 为研究双层桁架桥上列车位于主梁断面上、下层的气动特性,通过节段模型风洞试验对双层桁架主梁断面上列车进行测力、测压。以某大跨度公铁两用悬索桥和CRH2列车为背景,研究双层桁架主梁断面上列车在迎、背风侧时,列车位于上、下层时的三分力系数、平均风压系数以及脉动风压系数,并且分析风攻角对上、下层列车气动特性的影响。研究结果表明:1)上层列车的阻力系数要显著小于下层列车,当列车位于迎风侧时,下层列车的阻力系数可达到上层列车阻力系数的1.6倍,上、下层列车的力矩系数大小基本相同,但是上层列车的升力系数大于下层列车;上、下层列车的阻力系数随风攻角的增加逐渐减小并且两者的差值也逐渐减小。2)上层列车的迎风面、背风面的压差明显小于下层列车的情况,使得上层列车的总体阻力小于下层列车,并且上层列车的顶面、底面的压差要大于下层列车的情况,使得上层列车的总体升力大于下层列车;上层列车迎风面的平均风压随风攻角的增加而减小,下层列车则无明显变化。3)上层列车圆弧过渡段顶部和底部脉动风压系数小于下层列车,并且随着风攻角的增加,下层列车脉动风压系数减小,而上层列车无明显变化,风攻角对上层列车风压系数的脉动性影响较小。研究结果可为双层桁架桥上列车线路布置提供参考和依据。 展开更多

关键词 双层桁架 上、下层 列车气动特性 风洞试验 三分力系数 风压系数

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高原深切峡谷桥址风场特性风洞试验研究 被引量：7

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作者 邹云峰 岳鹏 +2 位作者 周帅 何旭辉 汪震 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2533-2543,共11页

深切峡谷风场特性受地形影响显著,风参数取值困难,为此,结合我国高速铁路发展需求,以某高原深切峡谷桥址地形为背景,通过数值模拟确定地形模拟范围,开展地形模型风洞试验,研究深切峡谷不同风向来流下的平均风与脉动风特性。研究结果表明... 深切峡谷风场特性受地形影响显著,风参数取值困难,为此,结合我国高速铁路发展需求,以某高原深切峡谷桥址地形为背景,通过数值模拟确定地形模拟范围,开展地形模型风洞试验,研究深切峡谷不同风向来流下的平均风与脉动风特性。研究结果表明:深切峡谷桥址处平均风剖面形式不能采用统一的风剖面指数模拟,拟合的风剖面指数较离散;受局部地形边界层影响,平均风速顺桥向分布不均匀,桥面高度处跨中平均风速比1/4跨、3/4跨与边跨的大;当量纲一风速大于1时,风攻角的分布范围为-15°~13°;湍流强度与测点至山体的距离及来流方向有关,靠近山体时湍流强度较大,当来流与桥梁轴线垂直时,湍流强度较小;跨中桥面高度处的脉动风速功率谱与Kaimal标准谱较吻合,1/4跨、3/4跨与边跨位置桥面高度处脉动风速功率谱与Kaimal标准谱相比则整体偏低。 展开更多

关键词 高原 深切峡谷 地形模型 风场特性 风洞试验

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