考虑细观特征的土石混合体边坡破坏机制分析

利用程序自带的FISH语言和Socket O/I数据传输接口，建立一种基于FLAC^2D/PFC^2D的离散-连续耦合分析方法。根据边坡细观结构统计特征，采用计算机随机模拟方法，在离散域中构建堆积体细观结构模型，利用离散-连续耦合分析方法研究边坡变形和破坏机制。结果表明，坡体内部土石颗粒间的细观接触特征(如接触方向、接触力)统计分布出现明显变化和调整，其中，统计分布主方向调整最为明显，其最终被调整为与边坡滑动方向基本一致。土石颗粒间细观接触特性变化是边坡宏观变形和应力状态调整的内部驱动因素。     

岩石细观特征对其宏观力学行为的影响

采用颗粒流数值分析方法模拟砂岩试件在单轴和常规三轴压缩情况下的力学行为,获得三轴压缩强度,并根据摩尔-库伦强度准则,反算黏结力c和内摩擦角φ。探讨颗粒细观参数:颗粒接触刚度比、平行黏结刚度比、颗粒接触模量、平行黏结弹性模量与摩擦因子对岩石抗剪强度参数和单轴抗压强度的影响,研究结果表明:1)数值模拟与理论计算所得的单轴抗压强度随细观参数的变化趋势大致相同,但数值模拟结果小于理论计算值;2)平行黏结弹性模量与摩擦因子对轴向应力峰值影响较大;3)颗粒摩擦系数与材料内摩擦角呈近似对数相关。颗粒接触刚度比与平行黏结刚度比对材料内摩擦角的影响较大;4)平行黏结弹性模量对岩石黏结力的影响较其他细观参数大。颗粒接触刚度比与颗粒接触模量和黏结力呈正相关关系,而平行黏结刚度比、平行黏结弹性模量和摩擦因子与黏结力呈负相关关系。     

冻结粉细砂与钢板接触面剪切统计损伤模型构建

冻土与结构接触面的损伤分析是解决冻土与结构相互作用问题的关键.以自研大型多功能冻土直剪仪为试验平台,开展不同冻结温度、法向应力、粗糙度条件下人工冻结粉细砂与钢板接触面大型直剪试验,分析不同工况条件下接触面剪应力-剪切位移关系及其变化规律.从岩土材料内部所含缺陷分布的随机性出发,将连续损伤理论和统计强度理论有机结合,构建冻结粉细砂与钢板接触面剪切统计损伤模型,确定模型参数通解.该模型能较好模拟冻土与结构接触面剪切变形中线弹性、应变硬化、应变软化及残余强度等典型特征,能有效考虑冻结温度、法向应力和粗糙度对接触面剪切强度的影响,可为冻土与结构接触面冻结强度预估和数值模拟研究提供基础模型.     

辽宁泥质砂岩膨胀特性及水泥改良试验研究

为充分利用具有膨胀性的泥质砂岩作为京沈(北京—沈阳)高速铁路路基填料,开展击实试验、颗粒分析试验和膨胀性试验。试验结果表明:泥质砂岩中颗粒粒径小于0. 075 mm的细颗粒占比80. 7%,细颗粒具有明显的土颗粒黏聚效应,使得泥质砂岩体现出显著的膨胀性;水泥的掺入能够有效地抑制泥质砂岩膨胀性,且能够提高其改良土的抗剪强度,最佳水泥掺量在6%左右,最大干密度和最优含水率分别为1. 673 g/cm~3,21. 2%。研究成果对辽西地区高速铁路路基填筑施工具有参考价值。     

基于岩石拉压宏观力学响应的平板模型微观参数匹配分析

为获取颗粒离散元模拟中精确的接触参数,基于岩石单轴压缩模拟试验和拉伸模拟试验,利用离散元"Flat-joint"接触模型,构建完整岩石的黏结颗粒模型.以校正宏观力学响应为目标,基于流程控制法和试验设计法对颗粒接触参数进行标定.通过敏感性分析得到对泊松比、弹性模量、抗拉强度和单轴压缩强度影响显著的微观参数,确定其校正顺序,证明"Flat-Joint"颗粒模型模拟完整岩石的可行性;基于Box-Behnken设计试验的最终结果,提出通用性高的微观参数算法方程;最后以4种不同硬岩为例,确定相应的平板黏结颗粒模型微观参数并进行单轴模拟试验,模拟结果和试验结果在变形性和强度特性方面都取得了很好的一致性,验证了方程的适用性.     

高速列车齿轮系统有限元分析

为探究高速列车齿轮系统的固有特性和动力响应情况,通过建立齿轮系统三维实体模型和有限元模型,基于振动理论、Hertz接触理论以及有限单元法,对系统进行静力学分析、模态分析和动力学分析。研究在最大启动扭矩作用下齿轮系统应力分布情况,对齿轮系统静强度进行校核;通过模态分析识别齿轮系统模态参数,研究系统共振失效可能性;齿轮啮合过程具有明显周期性,通过瞬态动力学分析确定齿轮啮合周期内,系统在额定转速工况下的动力学响应情况。结果表明:静力学分析表明齿轮系统静强度在安全范围内,模态分析表明系统不会产生共振,瞬态分析表明在输入恒定的前提下,由于齿轮啮合产生了刚度激励、误差激励等内部激励,使系统输出出现周期性波动,对系统稳定性产生影响。     

土体充气破坏模式研究

建立土体充气后变形破坏的物理试验模型,采用不同透气性的土体以单独或者组合的方式进行破坏试验。试验结果表明,土体充气后裂隙扩展延伸、土颗粒沿孔隙运动、土体内部形成气囊抬起是3种典型的破坏模式。引入强度因子理论解释土体裂隙的原因,同时推导了颗粒失稳模型和气囊破坏模型来判断低黏聚力土体颗粒运动的概率和气囊影响区范围。     

喷撒颗粒的增粘机理研究

本文建立了向轮轨接触间喷撒颗粒时的摩擦模型，并将此摩擦模型应用于修正的轮轨粘着理论中，对喷撒颗粒的增粘机理进行了理论研究。从理论计算结果可以看出，向轮轨接触间喷撒颗粒的增粘效果是非常明显的，且增粘效果和轮轨的表面状态、颗粒的质量和进入轮轨接触面间的颗粒数量有关。     

高速列车齿轮传动系统主动齿轮接触疲劳可靠性研究

根据应力、强度干涉理论,结合Monte Carlo模拟技术,建立了高速列车齿轮传动系统主动齿轮接触疲劳可靠度的计算模型。通过自编的计算机程序,对高速列车齿轮传动系统主动齿轮的接触疲劳可靠度和接触疲劳应力、强度的分布规律进行了计算分析。应用摄动理论,对影响高速列车齿轮传动系统主动齿轮接触疲劳可靠度的随机均值和标准差进行了参数的灵敏度分析。以上分析研究得出的结论可为高速列车齿轮传动系统主动齿轮的设计、制造、使用和维修提供参考依据。     

颗粒离散元数值模拟中的宏细观接触力计算方法

基于颗粒离散单元模拟理论,提出一种在宏观层面定量化描述颗粒离散单元法中接触力的方法。构造到各个颗粒的切线长度相等的点集,可以形成一个平面图。该平面图的"边"可表示2个颗粒之间的接触。在二维情况下,宏观接触面可以用图论中的"路"来表示。将颗粒之间细观接触力的值作为平面图中边的权重,则颗粒集合体的宏观接触力可以通过计算表征宏观接触的"路"内部的"边"的权重矢量和来得到。以一个边坡工程为实例,比较传统理论法的计算结果与本文方法的差异,发现计算结果基本一致,且本文的计算结果更能反映岩土体内部接触力分布不均的特点。     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

基于贝叶斯网络的驼峰超速连挂事故分析

针对驼峰超速连挂事故进行分析。分析对事故有重要影响的线路、调速设备和车辆等因素,考虑到贝叶斯网络能较好解决不确定性问题以及可以双向推理的特点,建立驼峰超速连挂事故树,并将其转化成贝叶斯网络,计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明,超速连挂事故的主要影响因素为线路纵断面、调速设备制动能力以及新型重载车辆三方面。进一步考虑新型重载车辆的共因失效问题,建立贝叶斯共因失效混合网络,计算并分析新型重载车辆对超速连挂事故的影响程度以及对既有驼峰的适应性。     

基于轮廓特征拐点的遮挡车辆分离方法研究

遮挡是智能交通系统中车辆检测、跟踪和识别时较难解决的问题之一.本文主要针对智能交通系统中车辆之间的遮挡,以车辆常用的矩形模板为先验知识,首先对存在车辆遮挡的连通区域提取边缘轮廓,然后获取轮廓上的4类特征拐点,最后采用本文提出的基于轮廓特征拐点的车辆分离算法,将相互遮挡的车辆分离开来,便于后续对车辆的跟踪、匹配等处理.实验结果表明,本文提出的算法具有有效性、可行性和良好的应用前景.     

我国铁路客车空调研究领域急需引入人工神经网络

分析了我国铁路客车空调存在的问题和人工神经网络（ANN）在系统仿真、负荷预测、能量管理、故障诊断、系统辨识控制等方面的优势，综述了ANN在暖通空调（HVAC）中的应用及发展状况，阐述了我国铁路客车空调研究领域引入ANN的必要性和紧迫性。     

电力机车防寒设计探讨

分析我国高寒地区机车的运用状况,指出电力机车在低温环境下所面临的问题,并从机车的低温试验、关键部件、相关材料以及防寒加热等方面,提出电力机车防寒设计的技术措施。     

日本上越新干线列车脱轨事故探究

日本新县中越地区于2004年10月23日发生里氏6.8级浅层直下型地震,地震引起线路剧烈横向晃动和上下起伏震动,导致列车脱轨。在新干线沿线加大地震早期检测预报系统布设密度,研究新的地震波检测方法以及地震预报技术和装置。研究和试验L型防脱轨护轮轨,并对鱼尾板进行加厚改造。在转向架上安装振动加速度检测仪,提高制动反应速度。在转向架轴箱下面安装反L型车辆导向装置,车辆脱轨后,导向装置会钩住钢轨,防止车辆过远偏离轨道溜逸。用厚钢板包覆桥墩、向桥裂缝灌注树脂和用碳纤维布等方法对桥梁进行加固。通过对列车脱轨事故分析和采取的对策,为我国铁路建设提供参考和借鉴。     

隧道地质超前预报方法的探讨和研究

研究目的:通过隧道地质超前预报,掌握掌子面前方地质信息,为施工单位优化施工方案、安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期等提供依据,为预防隧道塌方、突水、突泥、突气等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,具有重大的社会效益和经济效益。研究方法:本文以作者在八盘岭隧道和长梁山隧道地质超前预报的亲身经历为背景,着重介绍了隧道地质超前预报在我国铁路、公路、城市轨道交通等工程的长大隧道施工中的重要作用和研究的重大意义。研究结果:本文系统地分析和归纳总结了隧道地质超前预报的前期准备工作、地质超前预报目的及内容、预报的各种方法、预报成果的输出形式和方式、预报时间安排和过程、探讨和研究的结论等,侧重介绍了地质超前预报的各种方法。研究结论:地质超前预报是隧道施工的一个重要环节,应纳入施工工序,可以指导施工,为隧道施工提供科学依据。     

基于GIS的铁路信息化建设的探讨

介绍了地理信息系统的概念及特点，分析了数字化铁路和理念，阐述了地理信息系统与铁路信息化的关系，最后介绍了地理信息系统在铁路设施及资产的管理，物流与客流的监控，客货运营销以及运输安全与救援决策等方面的应用。     

基于多家乡技术的列车移动网络研究

针对在移动列车等公共交通工具上为乘客提供高速无缝的互联网接入服务的问题,本文对列车移动网络的自身特征以及所处无线网络环境进行分析,并建立一种基于多家乡技术的列车移动网络系统.构建具有多种无线外部接口和有线/无线内部接口的移动路由器,通过策略配置和网络状态实时监测,实现在多个不同类型的外部无线接口上进行流量分配和负载均衡的机制.提出一种基于自主选举方式的最佳移动路由器推举方法,通过分布式的协议消息交互推举出最佳移动路由器,保证了多个移动路由器的有效协同工作.仿真试验表明,本文提出的方案能够有效提高列车移动网络的总体可用带宽,降低列车运行所引起的数据传输速率抖动,增强网络连接的稳定性和可靠性.     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.