冲击映像方法在水工结构渗漏病害检测中的应用

冲击映像法作为一种基于弹性波反射原理的无损检测方法,具有检测速度快、结果直观可视的特点,能够快速的评价地下介质沿垂直和水平方向的变化。针对水工结构及其下部基础的特点和常见病害,以弹性波在多层介质不同交界面的传播特性为理论基础,采用有限元动力法分析弹性波传播特性与缺陷位置、缺陷大小的相关性,特别关注介质表面的冲击响应能量与缺陷位置、大小的关系,明确介质中缺陷的平面分布情况,评价了该检测方法的误差影响因素。在此基础上,以具体水工结构渗水病害检测工程为背景,详细探讨了适用于水工结构检测的数据采集、分析、结果修正和结果可视化处理的方法,最后评价了缺陷分布和可能存在的渗透路径。     

基于冲击激励的支架结构参数研究

针对某铁路动车设备舱支架经常出现断裂的现象,对支架的结构特性进行了研究,以脉冲信号对结构进行激励,结合模态识别理论,估计支架响应的频响函数．通过相干函数,验证试验结果的有效性,结合识别设备舱支架结构横向、纵向、垂向模态共振频率,比较不同结构支架的振动特性．改进后的设备舱支架2的横向、纵向、垂向固有频率均得到提升,且不易于车体弹性模态耦合,能有效避免断裂．     

基于数值模型和解析模型的钢轨波导特性分析

钢轨振动由沿钢轨传递的各类导波构成,是铁路滚动噪声的主要贡献者. 为了研究铁路轨道的动力特性,分别基于铁木辛柯梁理论和波导有限元法建立了两种分析模型,推导自由波响应和受迫响应的求解过程,以波数、群速度、速度导纳和衰减率为指标,分析了两种模型条件下钢轨的波导特性. 研究结果表明:波导有限元模型包含了钢轨横截面所有的变形特征,可表征6 kHz内钢轨中的8种导波及其特性,反映导波波型交换、群速度互换的现象,以及高阶导波激发引起的导纳峰值;铁木辛柯梁模型可识别包括弯曲波、扭转波和纵波在内的5种钢轨导波,无法揭示截止频率在1.5 kHz以上与钢轨截面变形相关的导波;铁木辛柯梁模型可给出2 kHz内合理的钢轨垂向原点速度导纳计算结果.      

黄土边坡动力失稳的振动台试验研究

与傅里叶变换相比,小波包变换能够反映地震波的时域和频域局部化特性,因此,引入小波包分析方法进行地震动响应信号的分析.通过大型振动台试验研究了黄土边坡的动力失稳过程,分析了峰值加速度PGA及加速度放大系数AFA的放大效应,并利用MATLAB编程实现加速度信号的小波包变换.研究表明:PGA和AFA的放大效应与边坡的变形损伤累积息息相关;边坡动力失稳过程中起主要作用的是地震波的低频部分(0.1～12.51 Hz),而且随着边坡的损伤累积,第一频段(0.1～6.25 Hz)的能量占比E1和第二频段(6.26～12.51 Hz)的能量占比E2的高程规律会发生明显变化;研究结果表明,黄土边坡的地震失稳过程可以划分为弹性变形、塑性小变形和大变形失稳三个阶段.     

小半径曲线钢轨波磨激扰下列车车内振动噪声特性

为探究小半径曲线钢轨波磨与车内振动噪声的关系,以高铁站区线路中出现的钢轨波磨为对象,开展了实车试验与轨面平直度现场测试;采用同步压缩小波变换提取了车厢内部振动与噪声信号的时频特征,并引入全局小波功率谱和小波能量比对信号进行量化分析;建立了波磨严重程度与车厢内振动噪声水平的关联关系,对比了车体与走行部构件之间动力响应的差异,探讨了波磨所在曲线半径对车内振动噪声的影响。研究结果表明：在小半径曲线地段,车厢内振动与噪声信号的优势频率为500～550 Hz,与钢轨波磨引起的轮轨冲击频率一致,且该频段的能量在波磨严重区段愈加显著;轴箱与转向架构架振动信号在500～550 Hz频带也存在能量峰值,而轴箱振动信号中出现的330、1 046 Hz等峰值频率被一系悬挂有效过滤,使得构架振动响应中未见此频率成分;在车厢内采集的各项信号中,车体垂向振动响应与钢轨波磨沿线路里程的分布特征最为相关,而车内噪声、纵/横向振动、侧滚运动的相关性次之,摇头运动的相关性最低;与直线和大半径曲线相比,小半径曲线区段的车体振动与噪声水平受钢轨波磨的影响更为显著。     

振噪融合的地铁钢轨波磨快速测量方法

为实现数据驱动的钢轨波磨状态修，提出一种时-空密集型的钢轨波磨测量方法.首先，采用智能终端检测列车编组车体振动和车厢噪声，对列车编组不同车体三向加速度进行波形匹配，得到延时估计值，修正列车运行速度和里程估计误差；其次，基于声纹谱能量法分析车厢声纹数据，并定义“波噪比”指标，量化钢轨波磨噪声能量及其高阶谐波能量占噪声总能量的比值，作为钢轨波磨自动识别的依据；最后，建立列车响应到钢轨波磨状态的反向映射关系，获取波噪比超限时的钢轨波磨波长和里程信息，以地铁某区间实测为例，采用钢轨波磨仪测量1.6 km范围的轨面短波不平顺，将测量结果 [0,50] mm波长范围的波深峰峰值与车厢声纹波噪比进行对比.结果表明：当波噪比阈值取为0.2时，基于声纹数据识别的钢轨波磨与线路分布一致，验证了该方法可为钢轨波磨状态评估提供数据支撑.     

黄土区域断层反射地震正演模研究及应用

文章采用二维弹性波方程有限差分法对黄土区域断层地质构造进行波场模拟。 根据炮集的响应记录, 对黄土区域断层模型中地震波的传播规律和地震响应特征的变化进行分析。 经研究可得, 通过数值模拟分析对比多个炮集记录的波场特征, 不但可以对断层进行快速地判断, 而且为判别断层类型、 分析断层断裂范围与跨度埋深等各个方面的指标提供极为重要的依据。 这种分析方法不仅能有效地识别实际工程勘探中断层的位置, 为观测系统的合理设计和采集参数的设置提供指导, 而且对提高黄土工程地震勘探的效率和准确度有重要的意义。     

柴油发电机组限位器冲击试验研究

某弹性安装的柴油发电机组运转时受到了冲击作用,测试了其加速度响应。实测信号是自身运转振动和冲击响应的综合。采用小波分解重构和小波阈值降噪方法分离冲击响应,结果表明冲击信号主要由2部分构成：（1）低频衰减正弦信号,是由底座冲击经过隔振器后传递到柴油机的响应;（2）频率成分复杂的信号,是限位器造成的冲击。计算了限位器冲击信号的冲击响应谱。     

地震作用下钢管混凝土桥墩安全性判断

以某特大桥中的一联三跨为依托,采用纤维单元建立钢管混凝土桥墩的桥梁有限元模型,输入M AXICO地震波,采用非线性时程分析法,计算钢管混凝土桥墩顺桥向地震响应,根据响应结果对钢管混凝土桥墩的安全性进行判断。结果表明：在地震作用下,钢管混凝土桥墩的内力、位移和变形均符合安全要求。     

大跨度上承式钢管砼拱桥的地震响应分析

研究大跨度上承式钢管砼拱桥在地震激励作用下的响应特性.对比了中、上承式钢管砼拱桥的自振特性,采用时程分析法分析了纵向、竖向、横向激励作用下,上承式钢桁拱桥的响应特性,讨论了多点激励对上承式钢管砼拱桥地震响应的影响,并与中承式钢管砼拱桥的地震响应特性进行了对比分析.     

大跨度上承式钢管砼拱桥的地震响应分析

研究大跨度上承式钢管砼拱桥在地震激励作用下的响应特性.对比了中、上承式钢管砼拱桥的自振特性,采用时程分析法分析了纵向、竖向、横向激励作用下,上承式钢桁拱桥的响应特性,讨论了多点激励对上承式钢管砼拱桥地震响应的影响,并与中承式钢管砼拱桥的地震响应特性进行了对比分析.     

基于车致振动的桥梁损伤识别

基于移动车辆引起的桥梁振动,采用模式识别的聚类分析方法对桥梁结构损伤定位及损伤程度估计进行了研究．应用车致振动理论计算不同预设损伤位置和损伤程度的桥梁结构在相同移动车辆作用下的动力响应,记录其在测试位置的响应,形成损伤模式库;将在测试位置实际测得的响应与损伤模式进行比较,并利用聚类分析的近邻法识别桥梁结构是否出现损伤、损伤位置及其程度．为直观有效地表示识别结果,分别以损伤位置和损伤程度为独立坐标轴,用等值线和响应云图的方式展示比较结果．以移动荷载匀速通过某简支梁为例,验证了该方法的有效性和鲁棒性．数佰模拟结果表明．该方法能够有效地估计桥梁结构的榀作付罟和榀作程摩．     

某车型左纵梁变形吸能模式优化分析

某车型在进行偏置碰撞试验时,产生左纵梁变形区域偏小,变形吸能模式十分不理想;同时导致能量后传,前围变形过大,无法满足碰撞吸能要求。通过系统分析左纵梁可变形区域、刚度特性、抗弯特性,针对存在的问题,优化了此款车型左纵梁上附件的布置形式及可变形区域,并在原结构基础上调整纵梁结构变形特性。最后,通过实车验证试验对结果进行验证,结果表明:优化后的整车结构碰撞安全性能能够满足碰撞安全要求,能够为星级目标达标提供理想的结构基础。     

基于加权FCM算法的轴承故障诊断

提出一种基于特征评估和特征加权FCM算法的滚动轴承故障诊断方法．对原始振动信号提取时域、频域和小波包归一化能量特征,组成联合特征．然后对联合特征进行评价,计算类可分性评价指标．根据该指标大小选取敏感特征,进行特征加权模糊聚类分析,实现对轴承故障状态的自动识别．特征评估克服了传统方法在特征选择上的盲目性,特征加权提高了分类准确率．实例表明,该算法不仅可以可靠识别不同类型的滚动轴承故障,而且可以识别不同程度的故障．     

“桩—土”非均质系统弹性动力响应的数值分析及其应用

为了对“桩－土”非均质系统的弹性动力响应进行研究，根据桩侧土的非均匀性以及桩结构的缺陷特征，建立了一个“桩－土”非均质系统的动力学模型，并导出了其数值解。并以模型桩为计算实例，通过计算结果与实测曲线的对比，识别出桩土参数，用于评价桩结构的完整性。     

循环荷载下钢管混凝土与钢筋黏结的试验研究

为探究循环荷载下配筋钢管混凝土构件黏结锚固性能，对配筋钢管混凝土试件开展了单调加载和循环加载试验.通过单调加载试验，对比分析了黏结力与滑移量之间的响应关系；基于单调加载试验结果，对若干配筋钢管混凝土试件在单轴循环荷载作用下的黏结特性进行了试验研究，考虑包括箍筋配置、黏结长度、钢筋直径、加载次数等因素对黏结性能的影响规律，分析了不同试件黏结力的退化机制及其破坏模式.结果表明：箍筋提高了试件承受循环荷载作用的能力，配筋钢管混凝土试件的黏结力和延性随黏结长度、钢筋直径的增加而增大，配筋钢管混凝土试件中钢筋的黏结力及延性随着前期承受循环荷载的加载次数的增加而降低，配筋钢管混凝土黏结破坏时整个黏结区域相对比较平滑，变形肋印迹不明显.     

大跨径三榀式钢管混凝土拱桥静载试验研究

三榀式钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁发展的新技术。文中根据桥梁荷载试验的要求,针对某跨径为144m的三榀式钢管混凝土拱桥制定详细的静载试验方案。为了与试验结果进行对比,采用梁单元建立了该桥有限元空间模型,按照荷载试验方案中的工况进行了静力分析,将计算结果与试验结果进行了比对。研究表明:采用钢混组合材料模拟法将钢管混凝土按单一的组合材料来进行计算,较为准确地计算了钢管混凝土的内力和应力;是否考虑施工阶段对三榀式钢管混凝土拱桥的受力影响很小,因此可以采用一次成桥的简化方法计算结构内力;在对三榀式钢管混凝土拱桥进行位移变形分析时,应充分考虑施工阶段对结构挠度变形的影响;该桥在试验荷载作用下,结构处于弹性工作阶段,结构强度和刚度能够满足设计要求。     

垮塌区隐患资源爆破开挖变形响应的DDA法

针对地下金属矿山垮塌区隐患资源开采的安全问题,应用非连续变形分析法（DDA）研究垮塌区隐患资源在爆破动荷载作用下的变形响应. 通过势能极小化原理和平面应变假设探讨DDA法的计算过程,在DDA模型中引入自由场边界和设置边界单元体的法向与切向自由阻尼器来模拟垮塌区边缘采场的爆破开挖,讨论了注浆加固后的垮塌区滑移面附近区域在爆破动荷载作用下的变形特征. 研究结果表明:DDA模型中的输入波表现出明显的滞后性,根据输入波的滞后性计算波的传播速度与现场实测结果非常接近;爆破开挖后垮塌区滑移线下部区域的变形明显小于上部区域,与实际开挖后现场的监测结果相符合;距离爆源越远的监测点,速度放大系数越大,在DDA法中引入自由场边界和边界单元的自由阻尼器来研究垮塌区边缘采场在爆破动荷载作用下的变形响应是可靠的.      

强震区跨断层桥梁桩基动力响应及避让距离研究

为研究强震区跨断层桥梁桩基动力响应及避让距离,依托海文大桥实体工程,选取4种类型地震波——5010波、5002波、Kobe波和El-Centro波;采用MIDAS/GTS有限元分析软件,建立了桩-土-断层相互作用模型,研究了断层上下盘桩的峰值加速度响应、桩顶水平位移响应和桩身弯矩响应的变化规律,以及桩基与断层之间的安全避让距离取值对桩基础力学变形特性的影响。结果表明：4种地震波作用下,断层上盘桩基的动力响应均较断层下盘的大,呈现显著的“上盘效应”;覆盖层土体对桩身峰值加速度有明显的放大作用和滤波作用;桩顶峰值加速度响应具有滞后性;比较而言,El-Centro波作用时桩顶峰值加速度及峰值加速度放大系数最大,5002波作用时桩顶水平位移峰值最大,Kobe波作用时桩身弯矩峰值最大。建议在桥梁桩基抗震设计时,应着重考虑断层上、下盘桩基的差异和地震波类型对桩基承载力的影响;推荐强震区跨断层桥梁桩基安全避让距离值为20 m(10D)。     

2D探地雷达在沥青路面病害识别中的适用性分析

为了分析2D探地雷达在沥青路面病害识别中的适用性,将现场实测的雷达扫描图像与路面显性、隐形病害进行对照评价,结果表明:2D雷达在路面结构内部病害判别上,无法识别毫米级裂缝;2D雷达识别的精度有限,适用于基层内部出现较为严重病害的情况。