隧道内浅支坑对初始压缩波波形变形影响初探

当高速列车进入隧道时，在列车的前部形成压缩波．压缩波以接近音速的速度在隧道内传播，并在隧道出口处部分向外释放出一种脉冲压力波，造成了新的环境问题．这种脉冲压力波的大小取决于到达隧道出口的压缩波的波前形状，作为降低脉冲压力波的减缓方法，研究了隧道内浅支坑对压缩波波前的减缓效果，建立了在设置有浅支坑的板式轨道隧道内传播的压缩波波前变形的基本方程，并与国外的计算结果进行比较，能较好的吻合．     

城市微观交通模型建模及仿真实现

微观交通仿真模型是交通领域的研究热点，城市交通控制是微观交通仿真模型的主要应用领域．文中建立了一个城市微观交通模型，详细说明模型的体系结构，各子模型的建模方法，在SGI的OCTANE工作站上实现城市微观交通仿真，并举例说明其应用．     

大跨度多孔钢波纹管涵数值计算与分析

钢波纹管涵通常设计成单孔形式，以便于回填施工，但是对于多孔钢波纹管涵受力变形研究相对较少。为分析多孔钢波纹管涵的受力特征，通过建立ABAQUS整体和局部有限元模型，选取成桥阶段及施工阶段分别对管涵受力及变形两方面展开研究。有限元计算结果显示：成桥阶段管涵最大应力为267.2 MPa,最大竖向变形为21.6 mm;在覆土厚度为0.7 m,且路面结构层未施工时，管涵最大应力为155.0 MPa,最大竖向变形为87.8 mm;两种工况受力及变形均满足规范要求，表明在本项目中该多孔钢波纹管涵设计方案是合理可行的，可为同类型项目设计和施工提供参考。     

降雨条件下隧道与堆积层边坡相互作用机理研究

堆积层边坡具有结构松散、渗透性强和易受施工扰动等特点。隧道开挖与降雨入渗均可导致堆积层坡体产生挤压变形,使隧道支护结构因围岩压力增加发生变形和开裂,影响其安全。本研究以湖南省某山岭隧道工程为背景,采用有限元数值方法,分析在不同工况下堆积层边坡与平行穿越隧道之间的相互作用和堆积层坡体的变形机理,探讨在降雨入渗条件下,隧道穿越堆积层边坡时,隧道支护结构和堆积层坡体受力变形的时空变化特征。研究结果表明:降雨入渗使堆积层坡体及平行坡向穿越坡体的隧道衬砌结构的应力和变形增大。其中,堆积层坡体前缘和坡面位置受施工扰动和降雨入渗作用的影响最明显,位于堆积层内部的隧道衬砌结构拱顶处的受力变形比其拱腰处的受力变形更大,降雨强度的增大会显著提高该影响效应,且降雨诱发的隧道拱顶位移变形具有一定的时间滞后性。     

深大基坑降水开挖施工对结构及周边环境影响有限元分析

为分析深大基坑降水开挖施工对结构受力变形规律和周边环境的影响,采用有限元分析方法,分析基坑在不同连续墙厚度、入土深度和弹性模量条件下围护结构在各个开挖阶段的受力变形特征,发现土体压缩模量是连续墙受力变形的主要影响因素。文中分析基坑降水引起周围土体的固结沉降和水平变形规律,给出了基坑开挖和降水所引起沉降在总沉降中比重,为类似工程提供一定的借鉴。     

交通运输传播新型冠状病毒肺炎的系统动力学仿真

为研究交通运输对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)传播的影响, 建立了基于系统动力学的交通运输传播新型冠状病毒肺炎模型; 在设定模型假设的基础上, 将人群分为易感个体、潜伏个体、感染个体和移除个体4种, 并根据COVID-19的传播特性建立了交通运输影响下疫区、港站、车船和关联地区的COVID-19修正易感-潜伏-感染-移除(SEIR)和易感-潜伏-感染(SEI)传播动力学方程; 在研究交通运输传播COVID-19过程的基础上, 绘制了交通运输传播COVID-19的系统动力学模型因果回路, 并进行了因果反馈回路分析; 构建了基于系统动力学的交通运输传播COVID-19模型, 并检验了模型的量纲一致性、机械错误、有效性和极端条件; 以A市为研究对象, 建立了3种仿真场景以研究交通运输对COVID-19传播的影响。仿真结果表明: A市COVID-19感染个体数量在疫情发生后第32天达到峰值, 累计感染77 726人, A市以外地区感染个体数量在疫情发生后第30天达到峰值, 累计感染28 084人; 交通运输对COVID-19的传播起正反馈作用, 交通运输影响下的COVID-19感染个体和移除个体数量峰值分别是无交通运输参与下的18.62、10.99倍, 因此, 实施交通管控措施对控制疫情发展、防范疫情扩散具有积极作用; 公共交通出行比例的增加将进一步加快COVID-19的传播, 因此, 减少人们出行需求, 降低公共交通出行比例, 加大对公共交通车船、港站的病毒消杀工作能有效减缓COVID-19的传播。      

重载铁路轨道结构受力特性仿真分析

重载铁路朝大轴重、高运量、高密度的方向发展,对轨道结构提出了更高的需求。轨道结构在列车荷载作用下的受力特性与轨道部件尺寸、材料参数等有关。在已有研究基础上,充分结合朔黄铁路现场实测数据,采用有限元方法建立重载铁路轨道结构仿真模型,计算分析了不同轴重及不同轨道参数下的重载铁路轨道结构的受力特性(包括钢轨、轨枕、道床、路基面的弯矩、应力、变形等)。研究结果表明:列车轴重对钢轨位移与应力影响最大;采用Ⅲ型轨枕、减小轨枕间距有利于减小轨道结构受力;道床弹性模量对钢轨位移影响较大,而道床厚度对受力特性影响较小。     

基于悬臂梁流变试验的倾倒变形力学特性分析

弯曲倾倒变形本质是岩层所发生的弯曲流变变形，为了阐明其时效特点与力学特性，首先对反倾层状斜坡进行受力分析，将岩层某点的受力简化为自重应力与水平侧应力；其次在该受力条件下，进行了悬臂梁弯曲流变试验，将岩层悬臂式弯曲流变模型概化为4个阶段:瞬时变形阶段、衰减蠕变阶段、稳态蠕变阶段、加速蠕变阶段. 基于上述的试验和分析，推导出悬臂梁弯曲流变的本构方程；并选取岩梁发生倾倒变形时极限位置处应变为0，对本构方程进行求解得出倾倒变形发育的极限深度；以悬臂梁倾倒折断时应变加速度等于稳态蠕变的上限加速度为求解条件，得出岩梁的倾倒折断深度.      

高速公路可变限速控制策略安全性效果仿真

为了减少高速公路常发交通瓶颈上游路段运动波传播引发的追尾事故,在分析PARAMICS微观仿真模型的基础上,建立了可变限速控制仿真平台,在高速公路入口匝道交通瓶颈仿真路段,采用事故预测模型定量研究路段内冲击波传播过程中追尾事故的实时风险,提出了减少事故发生概率可变限速控制策略.结果表明:减少事故风险效果最好的控制策略是将阈值设置为预测事故概率等于0.25,限速值变化周期为120 s,限速值降低幅度为20 km/h,恢复幅度为10 km/h,相邻路段限速值差为20 km/h.采用可变限速最优控制策略后,高速公路瓶颈上游路段追尾事故风险降低了20%.      

高填方大跨径钢波纹管涵力学性能有限元分析

为了研究大跨径钢波纹管在高填土作用下变形和应力分布情况, 通过 ABAQUS 有限元建模方法, 对钢波纹管涵施工过程中及汽车荷载作用下的变形特性和应力分布情况进行了分析。 结果表明： 钢波纹管涵具有良好的受力变形能力, 且管涵对底部基础压应力较小, 基础受力变形均匀; 在高填土和活载作用下管顶位置受力最不利, 汽车活载对钢波纹管涵的影响作用较回填土作用小, 同时在填土回填完成后活载作用下, 钢波纹管涵变形和应力均满足规范要求。 由此可见高填方下的大跨径钢波纹管涵洞在工程应用上具有可行性, 可为钢波纹管涵实际应用提供参考依据。     

Analysis of Compressed Force in Crowds

The risk of dying or injuring caused by force accumulated among crowds is great in the crowd accidents. This kind of force could even bend steel barriers or tear down brick walls. Compressed force between pedestrians may result in the deformation and compression of pedestrians' body, or serious psychological problems like shortness of breath. The movement and force of crowds are analyzed from the view of microcosm at high density. The compression and deformation are emphasized. The social model has been modified to meet the requirements of very high density which is the non-ideal condition. The model allows moving bodies to be touched more closely. Crowds can even be overlapped. The force will accumulate and propagate especially at dense crowds because of the overlap. It is elastical deformation that results in the force spreading and accumulating through the crowds, which is the important cause of the disaster. The elastical deformation and the movement are correlated closely. The failure of crowd simulation software at high density lies in neglecting the compressed phenomena and the force propagating. The objective of this article is to develop a micro-simulation model to reveal crowd movement at the non-ideal condition by modeling and simulating the force and movement of pedestrians.     

Numerical simulation of rock fracturing under uniaxial compression using virtual internal bond model

A multi-scale virtual internal bond (VIB) model for the isotropic materials has been recently proposed to describe the material deformation and fracturing. During the simulation process of material fracturing using VIB, the fracture criterion is directly built into the constitutive formulation of the material using the cohesive force law. Enlightened by the similarity of the damage constitutive model of rock under uniaxial compression and the cohesive force law of VIB, a VIB density function of rock under uniaxial compression is suggested. The elastic modulus tensor is formulated on the basis of the density function. Thus the complete deformation process of rock under the uniaxial compression is simulated.     

粒间吸引力对非饱和土变形及强度的影响分析

基于球形颗粒理想化最松散堆积模型, 研究了弹性条件下外加静水压力和粒间吸引力对非饱和土变形和强度的不同影响.研究表明, 对于变形问题, 外加静水压力引起的变形包括颗粒缺位体积和弹性变形2部分; 粒间吸引力引起的变形只包括颗粒的弹性变形.因此, 在粒间吸引力作用下土体的体变要大大小于等值外加静水压力作用下产生的体变.对于强度问题,主要研究了摩擦力和咬合力.对于前者, 2种加荷方式都有作用, 但外加静水压力的作用要大于粒间吸引力的作用; 对于后者, 外加静水压力有增强作用而粒间吸引力则没有.     

计入弹性基础效应的钢筋混凝土桥梁结构塑性倒塌分析

将钢筋混凝土桥墩墩顶在单位水平力作用下的变位，分解为桥墩的弹性弯曲变位、基础转动产生的变位及基础平动产生的变位之和，从而建立了一种计入弹性基础效应和弹性支座效应的钢筋混凝土梁桥横桥向抗震评估的塑性倒塌分析模型，给出了等效弹性地震荷栽计算方法、钢筋混凝土梁桥塑性倒塌分析计算公式及独柱墩在地震力作用下的双线性刚度实用分析方法。算例表明，计入弹性基础效应和弹性支座效应后，钢筋混凝土粱桥的最终抗震能力与结构延性明显下降。     

全无缝桥梁用掺橡胶粉LEM-SHCC路桥连接板拉伸性能及其应用

为了解决全无缝桥梁路桥连接板裂缝宽度与板内力过大等问题,将橡胶粉等体积部分替代细砂掺入应变硬化水泥基复合(SHCC)材料可制备低弹性模量的SHCC材料(LEM-SHCC),用于全无缝桥梁路桥连接板;进行了5种不同体积橡胶粉掺量(0、5%、10%、15%和20%)LEM-SHCC基本材性(密度、抗压强度和弹性模量)及拉伸性能试验,分析了橡胶粉掺量对LEM-SHCC的强度和变形性能的影响,并采用拉、压应变比差评价了橡胶粉掺量对SHCC材料的影响,获得了LEM-SHCC的最优配合比;针对橡胶粉掺量为15%的LEM-SHCC路桥连接板,研究了最不利荷载作用下(温降荷载)其吸纳变形能力、拉伸变形性能及开裂后裂缝分布规律,并与同尺寸SHCC路桥连接板的各项性能进行了比对;进行了LEM-SHCC路桥连接板的敏感参数(橡胶粉掺量、板底摩擦因数和板长等主要影响因素)有限元对比分析。研究结果表明:橡胶粉的掺入降低了SHCC的弹性模量,提升了SHCC的延性,当橡胶粉掺量达15%时,SHCC的弹性模量降低了40%,而延性却提升了近50%,且裂缝宽度有效地控制在60 μm以内;LEM-SHCC路桥连接板吸纳纵向变形达到10 mm时,LEM-SHCC路桥连接板表面微裂缝多(近180条),裂缝间距小(15~80 mm),且开裂后裂缝宽度控制在60 μm以内,此时张拉端板应力为2.1 MPa,锚固端锚固力为150.5 kN,卸载后裂缝闭合,无纤维被拉出或拉断;吸纳同样的纵向变形10 mm时,LEM-SHCC板的内力比同尺寸的SHCC板小;LEM-SHCC板的内力受橡胶粉掺量的影响较大,当其掺量为15%时,LEM-SHCC板性能最优,LEM-SHCC板的内力受板底摩擦因数的影响不大,板长的增加能有效地改善LEM-SHCC板的受力性能,推荐LEM-SHCC路桥连接板的设计长度为8.5 m。      

三维活塞环热机耦合有限元分析

本文以16V240ZJD型机车柴油机活塞环顶环为研究对象，运用有限元分析ANSYS软件建立活塞环三维几何模型。采用该模型对活塞环在最大气体爆发压力工况下进行了三维热机耦合有限元计算。分析了活塞环的应力，抗弯强度以及变形情况，并分析比较了热载荷和弹力作用对活塞环应力的贡献。得出的结论是弹力作用对活塞环应力贡献最大，热载荷作用不可忽视，防止热变形使开口咬合。为改进活塞环的结构设计和提高其工作可靠性提供了理论依据。     

机器人用RV传动中摆线轮受力分析

考虑ＲＶ传动中摆线轮修形引起的初始问题的影响,建立了各接触齿受力与接触变形的函数关系的力分析模型,准确地计算出针轮的同时受力齿数,各针齿的受力大小和弹性变形数值。     

桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法

为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.      

膨胀土区域路堑换填厚度分析

综合考虑膨胀土地基的强度、刚度及变形要求,基于膨胀力平衡原理及控制轨道变形两种方法,分析、计算了路堑换填厚度,研究了不同换填厚度和膨胀力条件下路基膨胀变形,结合新建合(合肥)宁(南京)铁路路堑试验段进行原位动载试验,实测、评价、计算换填厚度下路基强度、弹性变形等动力学特性。结果表明,在计算换填厚度条件下,路基在200万次循环荷载作用下累计塑性变形为0.65 mm,弹性变形最大为0.62 mm,路基表现出了较好的稳定性和动力特性,采用60 cm厚的石灰改良膨胀土填料换填路基能够满足强度、刚度要求,按控制轨道变形方法计算换填厚度是合理的,膨胀变形是路堑换填厚度的主要影响因素。     

客运列车耐冲击吸能车体设计方法

为了减轻客运列车碰撞事故造成的损失,实现被动安全保护,对组成列车的动车、客车车体结构提出了新的设计方法,重新分配车体各部分刚度,设计出具有合适吸能结构的耐冲击车体,车体结构均按前、中、后三种纵向刚度设置,前后两部分为可以产生塑性变形的弱刚度吸能结构,中间部分为仅产生弹性变形的强刚度弹变结构。当列车在正常运行时,车体有足够的强度和刚度,需要满足有关规范规定的强度、刚度要求;在较高速下发生碰撞事故时,吸能结构能够沿所需方向产生塑性大变形吸收足够冲击动能,保证机器间和乘客区不发生破坏,并延缓碰撞作用时间,降低碰撞瞬间最大减速度,使撞击减速度在人体承受范围内。