非达西渗流效应对深埋圆形隧洞弹塑性解的影响

基于Izbash非Darcy渗流模型,求解深埋圆形隧洞围岩的非线性渗流场解析解;将渗透水压力视为体积力作用于应力场,推导隧洞围岩弹性解析解和基于Mohr-Coulomb屈服准则的塑性解析解。结合算例,对Izbash非线性渗流模型与Darcy模型中隧洞围岩水力坡度与应力分布曲线、隧洞内外水压差与塑性区半径的关系曲线、围岩特征曲线进行对比与验证。研究表明:隧洞内外水头高差相同条件下,与Darcy渗流模型相比,Izbash非线性渗流模型中水力坡度曲线较平缓,但两模型水力梯度曲线会相交;隧洞围岩径向和切向压力均偏大,围岩塑性区半径偏小;位于高水压地区的深埋隧洞,应考虑非线性渗流对隧洞弹塑性解的影响。     

灰色关联在桥梁施工组织设计评审中的应用研究

桥梁工程施工组织设计是指导桥梁施工的重要技术文件。为了更加科学有效地评价施工组织设计方案,本文根据多年的工程实践经验和理论研究,建立了桥梁施工组织设计的评审指标体系及其数学模型,运用层次分析法确定评价指标的权重,采用灰色关联法构建出桥梁施工组织设计的评价模型,根据关联度的大小确定桥梁施工组织设计的最优方案。通过实际项目施工组织设计评审的应用,证明了用灰色关联法不仅客观而且实用。     

高速铁路路基粗粒土填料颗粒破碎演化特征研究

为揭示高速铁路路基粗粒土填料颗粒破碎过程,构建室内单元模型,模拟粗粒土填料填筑和列车荷载作用过程,重点探讨动应力幅值、加载频率及降雨入渗强度等因素对颗粒破碎的影响.利用2个颗粒破碎度量指标分析粗粒土填料的颗粒破碎过程.研究结果表明:粗粒土填料在填筑时,颗粒破碎方式以破裂、破碎为主,在动力循环荷载作用下,颗粒破碎方式以破裂、研磨为主;破碎指标Bg,ΔD随动应力幅值、加载频率的增大而增加,随降雨入渗强度的增加呈先增大后减小的趋势;粗粒土填料破碎后,粒径分布具有良好的分形特性,且分形维数D与颗粒破碎指标Bg存在良好的线性关系.利用试验结果建立了动力循环荷载作用下粗粒土填料破碎指标ΔD与累积应变ε的关系表达式.     

横移下水设施变形实测与有限元分析

福建某造船厂横移下水设施能承受1800t下水重量,为合理评估该下水设施并进行适当改造,使下水重量提高为2300t,对1800t下水重量的横移下水设施进行了现场变形实测,并采用ABAQUS软件建立了轮船进架过程中下水设施力学性能的有限元分析模型,计算结果与实测结果吻合较好.在此基础上,对下水重量为2300t轮船进架全过程中下水设施的受力状况进行分析,获得了薄弱部位及走轮轮压,为横移下水设施及其地基基础的加固提供了依据.     

c,φ相关性对边坡整体稳定性的影响

在边坡的Bishop条分法的基础上，令安全系数F=1，得到相应的极限状态方程。然后根据结构可靠度原理的JC法，将土的抗剪强度指标看作随机变量，推导出Bishop条分法的可靠度指标的计算公式。对土层剖面引入随机场模型，把土的抗剪强度指标c，φ的点变异性和空间变异性联系起来。各层c，φ均具有空间自相关性。对于互相关性，假定同一土层内c，φ有互相关性，土层与土层之间c，φ无互相关性的。结合一数值算例分析了c，φ的自相关性和互相关性对可靠度指标的影响。为了方便，只计算了按安全系数法搜索最危险滑动面上的可靠度指标?数值结果表明：c，φ的自相关性与互相关性对边坡整体稳定可靠度指标的影响是显著的；应用JC法研究Bishop条分边坡的整体稳定时，可靠度指标有时也会不收敛。     

高速铁路无砟轨道路基填料动力试验荷载分析

为获得高速铁路无砟轨道路基填料的动力试验参数,建立无砟轨道-路基系统三维有限元数值模型,模拟8辆编组的动车运行过程,结合实测数据分析轨道不平顺、列车速度、轴重、深度等因素对竖向动应力的影响。结果表明:路基动应力的一次加卸载过程,由同一转向架的两对轮载或相邻转向架的两对轮载共同完成;车速对动应力幅值影响较小,但引起路基承受荷载的作用频率呈线性增大;列车车轴重每增加10 kN,路基表面的动应力增加约0.97 kPa;无砟轨道路基承受荷载的作用频率为车长频率的1~4倍,且轨道不平顺没有改变荷载主频。依据动应力时程曲线特征及其频谱特征,采用全压正弦函数建立路基填料动力试验荷载表达式,加载频率可取车长频率的1~3倍。     

侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明：静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s.     

高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性分析

路基振动变形影响列车运行安全与舒适性,开展高速列车荷载作用下粗粒土填料振动变形特性的研究具有重要意义。利用MTS加载系统和自制模型箱,构建室内粗粒土填料单元模型试验系统,模拟列车的动载作用,对粗粒土填料开展5万次循环加载试验,获得振动变形与加载次数的关系曲线,探讨动应力幅值、加载频率对振动变形的影响。结果表明,在动应力幅值为25～200 kPa、加载频率为2～8 Hz的循环荷载作用下,粗粒土填料的初始振动应变为0.001 0～0.003 8,5万次加载后稳定振动应变为0.000 8～0.002 0;振动应变与加载次数呈负幂函数关系,且随动应力幅值、加载频率的增加而增大。根据试验结果建立路基基床振动变形分析模型,验证模型的合理性。研究结果可为高速铁路粗粒土路基的振动状态评价提供参考依据。     

单洞四车道公路隧道优化研究

建立了以控制单洞四车道公路隧道断面形状的几何尺寸为变量、以隧道的内净空面积和内轮廓周长为目标函数的双目标优化模型,并对模型参数进行了分析,得出了最优断面几何尺寸;进而对断面优化后的单洞四车道隧道的仰拱优化设计、隧道施工的可行性进行了探讨,也得出了一些有用的结论。