循环荷载下重载铁路道砟磨耗破碎及力学特性试验研究

为深入研究重载列车循环动载作用下散粒体道砟的颗粒磨耗破碎和力学行为劣化等特征,开展3种不同动应力幅值下的室内大型动三轴试验。通过对染色道砟颗粒进行激光扫描和三维重构,量化分析不同循环加载应力状态下不同粒径道砟颗粒的磨耗破碎特征,深入分析循环加载下试样的宏观力学特性和力学行为劣化等。研究结果表明,循环加载后道砟颗粒普遍从原始粒径破碎至相邻粒径,偶尔出现破碎至相隔粒径的现象,另有质量占比1%左右的少量道砟颗粒破碎至最小粒径4.75～22.4 mm;在相同的循环加载动应力幅值下,随粒径的增大,道砟颗粒破碎至相邻粒径的质量占比总体呈增大趋势;循环加载过程中颗粒磨耗存在尖角磨损、棱边磨耗与表面纹理改变等3种典型类型,动应力幅值230 kPa下颗粒最大磨耗深度为0.36～5.2 mm,平均磨耗深度为0.03～0.62 mm,颗粒磨耗程度随粒径的增大而逐渐加剧,尖角磨损出现的数量更多且概率更大,其次为棱边磨耗;循环加载三轴试验前后各粒组颗粒含量变化幅度与级配曲线偏移距离随动应力幅值的增大而增大,Bg、Br与BBI 3种颗粒破碎指标均随动应力幅值的增大而增大,Br与BBI两者对动应力幅值的变化反应程度...     

断层永久位移预测及断层悬索桥地震响应研究

断层错动诱导的地表破裂永久位移对跨断层桥梁结构会造成严重破坏,准确预测断层错位的永久位移对跨断层桥梁结构抗震性能评估具有重要意义。首先结合反向传播神经网络(BPNN)提出具有较高精度的断层错位量预测模型,然后通过低频成分叠加高频成分方法人工合成断层面两侧地震动(简称跨断层地震动),最后以某主跨为538 m的跨断层大跨钢桁架悬索桥为研究对象,利用有限元软件ABAQUS建立考虑桩-土相互作用(m法)的全桥计算模型,探究断层位置和跨越角度对悬索桥地震响应的影响。结果表明：基于BPNN提出的方法能精确预测断层位错永久位移,对比已有的回归公式具有更高的精度,为人工合成跨断层地震动的准确性提供了保障;断层相对位置会显著影响桥梁结构的地震响应,与近断层地震动作用相比,在跨断层地震动作用下,悬索桥的塔底剪力、弯矩、相对位移以及扭矩响应增加了22.79%、154.1%、139.36%和265.48%;断层跨越角度对悬索桥动力响应影响明显,其响应均以跨越角度θ=90°呈规律对称分布,塔顶纵向位移、塔底纵向弯矩、塔底纵向剪力以及塔底扭矩最大值均出现在θ=90°,分别为0.81 m、282.45 MN·m、3...     

综合勘察与分析法在某特大桥中的应用研究

研究目的:某特大桥位于构造缝合带,断裂发育、地震烈度高、地质条件极为复杂,岸坡稳定性、危岩、崩塌、落石等重大地质问题突出。“地”类勘察方法具有直观性强、精度高的特点,但受场区气候恶劣、海拔高、高差大、地势陡峭等因素影响,在某特大桥艰险地段实施难度大、安全风险高;两岸临江侧地形陡峭,无法开展地面勘察。针对桥址区环境特点及地质条件,需要引进新技术与地面手段相结合形成新型综合勘察与分析技术,以查明桥址区工程地质及水文地质条件,尤其是岸坡稳定性分析所需的岩体结构面、边坡卸荷带特征。研究结论:(1)采用“天空地”一体化的综合勘察方法解决了某特大桥现场众多勘察难题;(2)“天”类、“空”类、“地”类勘察成果吻合性好;(3)综合勘察与分析方法可以提高复杂地形、地质条件下的勘察精度和准确度;(4)综合勘察与分析方法在某特大桥中得到了应用与验证,可以在类似桥梁工程中推广应用。     

公路隧道紧急停车带智慧引导系统设计及应用分析

高速公路隧道内的空间密闭性及容易受光线、温湿度、能见度等环境条件影响,会造成紧急停车带的标志和指示牌的模糊和不易辨认,导致提醒效果不佳:当隧道内发生交通事故或者出现异常状况时,由于紧急停车带的不规范停车,降低了停车带的使用效率,容易导致二次事故。为解决上述问题,文章结合AI边缘计算技术、物联网、传感器等先进技术,设计了高速公路隧道紧急停车带智慧引导系统。经实际应用可知,该系统可提高事故应急处置能力和效率,对进入紧急停车带的车辆人员提供引导帮助和安全预警,对驶离停车带的车辆进行安全行驶引导,并及时对进出紧急停车带车辆后方车辆做出预警和诱导,对高速公路隧道行车安全起到了至关重要的作用。     

长江中下游洲滩守护工程概化模型试验研究﹡

为了研究洲滩守护工程的护滩效果及工程实施后局部冲刷坑形态,以长江下游较为典型的洲滩守护工程为例,采用大比尺局部动床概化物理模型试验方法,对鱼骨型间隔式护滩带工程进行了试验研究。根据工程及试验具体情况,详细分析了该试验方法的可行性,并给出了鱼骨型护滩带方案的试验结果。结果表明,该试验方法不但能够较方便地比选不同平面布置的工程方案之间的护滩效果,同时可得到局部冲刷坑的形态参数,对工程设计有较好的指导意义。     

侵入岩蚀变带软岩隧道大变形规律与稳定性研究

以安定隧道为工程背景,采用三维离散元方法对侵入蚀变岩破碎软弱围岩段隧道开挖大变形进行了数值模拟计算,分析了开挖进尺、台阶长度、台阶高度、裂隙密度等对隧道变形的影响规律,确定了台阶法施工时开挖参数的合理范围：开挖进尺为0.5～1.0 m、台阶长度为4～6 m、台阶高度为0.3H～0.4H。通过芬纳公式和卡斯特耐方程对隧道极限容许位移公式进行了修正,实践证明改进后的方法对隧道围岩稳定性判别更合理。     

富水地层地铁地下车站关键节点新型防水技术

富水地区地铁车站结构复杂,现场施工难度大,特别是施工缝和后浇带混凝土因收缩或不均匀沉降容易引起渗漏水。以天津滨海新区地铁B1线欣嘉园地铁车站为例,将地下工程主体施工缝及后浇带等关键部位的防水结构进行改进优化：采用新型镀锌钢板丁基腻子止水带,将水泥基渗透结晶材料填充在环向施工缝和后浇带,并把多节注浆管在后续浇筑的混凝土里预埋,当拆除模板后即进行注浆;另外在桩头、穿墙管、止水带“十字”接头等部位采用新型装配式预制防水产品。实践证明,这些措施有效解决了地铁车站关键部位防水的难题。     

长江口北槽12.5 m深水航道回淤的物理过程

长江口12.5 m深水航道于2010年3月贯通,发挥了巨大的经济社会效益,但航道回淤问题十分突出。针对航道回淤总量大、时空集中分布于洪季北槽中段最大浑浊带区段的特点,利用北槽洪季沿程大小潮水文测验资料,分析了水沙盐场的时空分布特征和输移规律,揭示了洪季航道回淤集中在北槽中段的主要原因,并提出了涨落潮周期内航道回淤水沙运动的物理过程。     

椒(灵)江水沙特性及最大浑浊带模拟

椒(灵)江属于典型的山溪性强潮河流,水动力泥沙条件异常复杂。潮流和径流共同作用极易引导细颗粒泥沙在特定河段集聚,形成最大浑浊带,并发育浮泥,对河道河床演变起重要作用。尤其是近年来河口围填和河道采砂等人类活动对河流的水动力和边界条件造成较大的改变,加之上游水库建设致使径流量及洪峰流量减小,配合强潮的顶托作用,枯水期最大浑浊带向上游运动距离更远,导致河道淤涨、江水变浑,影响到河道航运资源开发与保护。在实测资料的基础上分析椒(灵)江山溪性强潮河流的水沙特性,并考虑黏性细颗粒泥沙运动特性和盐度的影响,开发山溪性强潮河流最大浑浊带数学模型,模拟枯季大潮椒(灵)江水沙运动特性和最大浑浊带运移过程。     

周期性阻振质量船体板振动带隙特性研究

基于固体晶格能带理论,研究了周期性阻振质量船体板结构中振动波传播特性.采用有限元法结合布洛赫周期性边界条件,计算了周期性阻振质量船体板原胞模型的频散关系、本征位移场以及有限周期阻振质量船体板结构的频率响应函数.研究结果表明,周期性阻振质量船体板结构中存在振动带隙,阻振质量对船体板结构振动波衰减和阻隔特性主要是由振动带隙引起.