铁路路基边坡极限状态设计统一性研究

针对《铁路路基设计规范（极限状态法）》 （Q/CR 9127—2018）对铁路路堤边坡、路堑边坡、路堤及地基的整体稳定性检算给出3种极限状态设计表达式及分项系数，给设计者使用带来了较大困惑，对比分析国内外岩土标准，研究关于边坡及堤坝稳定性极限状态设计表达式及分项系数的差异；结合前期的研究成果，确定极限状态方程及分项系数的通用表达形式；通过工程实例验证了稳定性极限状态方程及分项系数。结果表明:铁路路堤边坡、路堑边坡、路堤及地基的整体稳定性的极限状态方程及分项系数存在统一的可行性。     

概率设计法和定值设计法的辩证关系

设计方法可分为概率设计法和定值设计法两大类，前者为目前的设计发展方向，后者为长期以来工程界常用的设计方法。从两种设计方法的定义出发，通过分析计算方法及在设计规范中应用的特点，找到了两种方法对立统一的核心问题和调和二者矛盾的关键，可为准确把握标准编制的发展方向、建立完善的设计标准体系提供技术参考。     

数值波浪水池中船舶水动力系数测试与分析技术

以CFD理论为基础,建立了数值波浪水池,给出了一种基于三维数值波浪水池的船舶水动力系数测试与分析技术。对Wigley-III船模在数值波浪水池中受迫振荡进行了数值模拟,计算分析了船体垂荡、纵摇及纵荡运动的附加质量与阻尼,并与三维势流理论计算结果进行了比较,两者吻合良好。此方法能准确给出浮式结构物的水动力系数,细致描述船舶周围的流场,可广泛应用于船舶与海洋工程浮式结构物的水动力性能研究。     

机场装配式道面现状及发展研究

针对机场装配式道面板面临的重难点问题，从道面板材料、道面板结构形状及尺寸、道面板连接件形式三个角度深入分析对比俄罗斯、美国、日本、法国等国家的装配式道面板技术体系，分析符合我国机场道面需求的装配式道面板方案。研究表明:预应力钢筋混凝土装配式道面板是最适宜在机场推广的装配式道面体系，在新建机场、紧急改扩建或抢修、抢建等各种情况下均具有突出的优势。综合考虑制造、运输、施工等因素，建议机场装配式道面板采用双排预应力钢筋的矩形道面板，其长5.0 m，宽2.5 m，厚180～220 mm。     

粘性流中船舶横摇阻尼计算

船舶横摇阻尼的确定是准确预报船舶在波浪中运动的关键之一.本文以粘性流理论为基础,以连续性方程和N-S方程为控制方程.对Series 60船型的二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同工况下船体剖面的横摇阻尼系数,并与相关实验结果进行了比较.对比和研究表明,本文的方法能给出船舶横摇运动诱导的涡,船体的横摇阻尼等,可进一步拓展应用于船舶在波浪中运动的分析预报和优化设计等方面.     

库仑土压力计算新方法——扫描搜索法

库仑土压力理论是解决土压力问题的最简途径之一,但传统的计算方法公式繁多、工作量大,且不适用于复杂坡面的情况。为解决该问题,提出一种快速求解库仑主动土压力的新方法——扫描搜索法。该方法无需先求取破裂角,而是以墙背某一点为起点,以该点到坡面线的连线为破裂面,按照一定间距变化地面上各点扫描墙后土体,得到所有可能的破裂面,利用坐标求取破裂棱体的自重及形心,根据推导的库仑土压力计算通式计算土压力的大小和作用点的位置,最终搜索出最大土压力。利用该方法结合计算机编程,可快速准确地计算各种复杂坡面荷载及工况下的墙背土压力。算例对比表明,该方法所得结果与库仑公式法所得结果基本一致。     

悬臂式挡土墙土压力计算方法对比研究

悬臂式挡土墙设计时可采用库仑理论计算公式或弹性理论进行土压力计算，这两种计算方法在计算土压力荷载时存在差异，将会影响设计结果。通过理论分析和设计对比的方法，对比了两种计算方法产生差异的原因及对结构内力和配筋的影响，对比了一般工况和地震工况下的悬臂式挡土墙设计结果，并对在不同工况下运用库仑理论和弹性理论设计的特点和适用性进行分析。研究发现，破裂面是否交到荷载土柱是采用库仑理论设计的关键因素，在地震工况下设计时，弹性理论未能完全考虑地震影响。     

地基比例系数m值对比研究

地基比例系数m值对桩身的受力及变形有一定影响，但国内多个行业标准所给出的地基比例系数m值差异较大。针对该问题，首先，对各行业标准及专著进行系统性的梳理，并总结出四类地基比例系数m值；其次，对四类地基比例系数m值之间进行横向对比；最后，以桩板墙结构为例，对比分析四类地基比例系数m值所计算出的锚固段长度，结果表明采用《铁路路基支挡结构设计规范》的水平地基比例系数m值，较其它三类偏低，锚固段长度偏长。     

地震作用下支挡结构的设计式研究

在地震作用下如何选取路基支挡结构构件的设计式,是规范编制所急需解决的问题。针对该问题,首先,在系统地梳理了国内第一,二,三层次可靠度设计标准的基础上,提出3种地震组合设计式;其次,运用所编写的路基支挡结构设计软件,进行极限状态设计及可靠性分析对比验证,最终提出地震作用下路基支挡结构构件的设计式。该设计式可对路基支挡结构设计规范的编制提供更为准确的依据。     

基于承台消弯作用的新型桩板墙结构

铁路工程中桩板墙结构变形控制标准严格，在土质地基条件下桩结构设计尺寸较大，成本普遍偏高。针对传统桩板墙受力变形特点，提出一种基于承台消弯作用的新型桩板墙结构，并采用矩阵传递法分析其力学性能及经济效益。结果表明：新型桩板墙结构在桩身锚固点引入承台，利用填土自重大幅度降低锚固段弯矩，可有效减小桩顶水平位移；结构尺寸相同时，与传统桩板墙结构相比，新型结构锚固段最大弯矩降低67%，桩顶水平位移减小61%，桩身所受最大土反力减小57%；土质地基条件下，新型结构最大填高由传统结构的12 m提升至16 m，承台设计长度宜为0.46～0.48倍填高；新型桩板墙结构综合工程造价仅为传统结构的50%，经济效益显著；新型结构锚固桩桩井可由人工挖孔优化为机械成孔，在提高施工效率的同时可降低安全风险。