基于土拱效应的高填方涵洞EPS减荷技术研究

通过大型高填方涵洞原位减荷试验,对采用EPS减荷材料下的土压力和位移进行了监测,借助土拱效应机理将未减荷情况与不同厚度EPS减荷情况下的结果进行了对比分析,研究了EPS材料的减荷特性及减荷后涵洞受力性状的变化规律。结果表明:EPS减荷效果显著,减荷后涵洞结构受力有所改善。     

EPS板减荷材料在高填路堤涵洞中的应用

介绍了EPS板的特性,在论述其对高填方涵洞的减荷原理的基础上,将其应用于广元至巴中高速公路K45+015涵洞,在高填方涵洞顶面和侧面铺设一定厚度的EPS板高压缩柔性材料,结果表明,EPS板材料具有显著的减荷作用,为EPS材料在高填路堤结构物中的应用进行了有益探索。     

高填方涵洞结构设计新方法

以某高速公路高填方涵洞应用减荷措施为例，对采取减荷措施情况下的涵洞进行新的结构设计，并与原有涵洞进行对比，以此证明按采取减荷措施进行涵洞设计的实际意义与经济价值。     

高填土路堤下涵洞受力特性与减荷研究

针对高填土涵洞出现的工程病害和设计难题,通过有限元计算分析和大型工程试验检测,对高填土涵洞的结构与填土和地基间的变形规律、涵洞结构的受力特性及减荷措施进行了系统研究,其结论对高填土涵洞的设计、施工具有实用价值。     

减荷拱涵周围土体位移变化的离心模型试验

通过土工离心模型试验,利用拱涵模型模拟了实际路堤的回填材料、沟坡地形、减荷材料、地基形式及施工工艺,并使用图片测量软件分析了拱涵周围土体在未减荷与EPS板减荷工况下的变形运动性状和全局位移场的差异。根据试验结果再现了两种试验工况下,拱涵周围土体随填土高度增加的运动变化过程;模拟了EPS板变形作用下涵顶土拱的形成和基本形态;分析了拱效应影响下的拱涵基底土体的运动情况,发现通过卸荷拱转嫁到拱涵两侧土体的荷载促使基底两侧土体向基底中心运动,从而对基底产生了向上的反力,减小或阻止了拱涵自身的沉降。结果表明:合理模量和厚度的EPS板既可以减荷,也可以起到稳定结构纵向不均匀沉降的作用。     

高填方涵洞减荷措施有限元计算分析

对采用减荷措施的高填方涵洞进行有限元计算,分析其在此条件下的垂直土压力、侧向土压力及基底土压力,以此证明采取减荷措施进行涵洞设计的意义与经济价值。     

基于填土-涵洞-地基共同作用机制的涵洞减载数值模拟研究

涵洞与填土、地基共同作用机理复杂,由涵洞结构、上覆填土与地基土刚度差异引起的涵顶应力集中往往使涵洞产生各种病害。文中基于填土-涵洞-地基共同作用机制,采用数值仿真软件,通过分析铺设EPS板、地基处理、复合处理(EPS板+地基处理)对涵顶垂直土压力及集中系数的影响,确定不同填高的合理减载方式;通过正交试验设计与分析,得到不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度;最后,根据研究结果提出合理的工程建议。研究结果表明:当填土高度H≤12m时,铺设的EPS板厚度h宜小于20cm,反之铺设的EPS板厚度h宜取20~40cm;涵洞地基处理时,当填土高度H≤9m、地基处理宽度L=2~3B(B为涵洞基础宽度),或H12m、L=B时,涵洞地基的刚度可适当增强,反之宜进行柔性地基处理;当填土高度H≤12m时,可通过地基处理或铺设EPS板减弱涵顶应力集中现象,反之宜采用EPS板、复合处理措施,复合处理措施的减载效果最佳;根据正交试验结果分析,不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度的大小顺序为EPS板厚度填土高度地基压缩模量地基处理宽度。     

高填方涵洞EPS板减荷效果影响因素研究

为探寻高填方涵洞最佳减荷效果和优化减荷措施设计,通过有限元软件MARC研究了高填方涵洞在不同EPS模量、厚度和铺设范围等情况下的涵顶垂直土压力与变形特性。研究结果表明:涵顶垂直土压力及涵顶内外填土差异沉降与EPS模量、铺设宽度呈正相关,其中EPS板模量取值不超过5MPa且在涵顶全宽范围铺设为宜;涵顶垂直土压力与EPS板厚度呈负相关,但EPS厚度并非越大减荷效果越好,当其增至一定厚度后减荷效果基本不再增加,工程实际中建议EPS厚度取不超过80cm为宜。     

EPS材料在大应变过程的压缩试验研究

为了研究EPS材料的参数特性、力学性能和大应变过程的应力应变关系,采用常规土工试验无侧限压缩仪,对4种不同密度的Φ50mm×100mm圆柱体试件进行了单轴压缩试验,确定了材料对应的力学参数。考虑在大应变40%范围内的压缩过程,在相同应变率下的试验结果表明,EPS材料的压缩强度与压缩模量和密度呈线性正相关关系,应力应变曲线分为弹性变形阶段、塑性变形阶段。在5%应变范围内,应力应变关系接近线弹性变化规律,在达到10%应变时,试件达到强度极限,应力应变关系由弹性变形进入到塑性变形。EPS材料的压缩试验结果对解决高填方涵洞减荷问题提供了一定的理论依据。     

高填路堤涵洞受力及变形特性有限元分析

为研究高填路堤涵洞的受力及变形特性,建立了有限元计算模型。计算结果与工程实测吻合较好,并研究了涵顶土压力和沉降值的影响因素,得出了涵洞结构、尺寸、涵洞周围填土密实程度、EPS的厚度和宽度对涵顶土压力和沉降值影响的规律。     

基于永磁同步电机的电动助力转向系统

在阐述电动助力转向（Electric Power Steering,EPS）系统的基本组成和工作原理的基础上,设计了以STM32F103VET6单片机为核心的永磁同步电机电动助力转向控制器。介绍了其硬件组成及软件结构,并采用矢量控制对永磁同步电机进行了闭环电流控制,且可以通过CAN总线实现EPS与整车的数据传输。对所设计的系统进行了硬件在环试验,试验结果证明了硬件设计的正确性。     

基于MATLAB/SIMULINK的汽车电动助力转向系统特性仿真

为了研究电动汽车EPS助力特性对汽车操纵稳定性的影响,在对EPS工作原理和助力特性进行分析的基础上,建立了EPS动力学方程,设计了一种能实现理想助力特性的PID控制器。基于MATLAB/SIMULINK对其进行了仿真分析,结果表明,系统加入PID控制后齿条位移、方向盘转角及检测转矩相比无控制时运行更平稳,调节时间分别缩短0.2,0.4,0.4 s;前助力转矩阶跃响应呈高频波动,电机内部的波动现象明显改善,PID控制器对于EPS的助力特性具有更好的控制效果和稳定性。     

基于信号滤波及动态补偿的电动转向系统控制研究

为提高电动助力转向(EPS)系统控制的精度,必须对传感器的输出信号进行动态补偿。阐述了EPS系统的结构原理,建立了EPS状态空间方程,设计了PID闭环控制器,并对参数进行了整定。仿真结果表明,通过对信号的滤波及动态补偿,能够显著抑制信号噪声的干扰,提高了EPS系统的控制质量。     

轿车EPS动力学联合仿真与分析

汽车的安全性越来越受到重视,人们对汽车的操纵稳定性有了更高的要求。文章采用ADAMS软件,介绍了基于轿车EPS（电动助力转向系统）的机电一体化动力学仿真方法,并通过联合仿真试验研究了EPS对操纵稳定性的影响。从试验结果可以看出,装有EPS的汽车横摆角速度和车身侧倾角都得到了有效的控制,从而提高了汽车的操纵稳定性,满足了人们对汽车行驶安全性的要求。     

带EPS的整体式桥台-桩-土相互作用拟静力试验

整体桥中台后土压力在温度循环作用下会发生较大变化,这种季节性横向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大,其实际所受水平土压力会远大于桥台设计时的压力,同时桥台桩基会产生累积和残余变形,因而有效减少台后土压力与桥台桩基的累积和残余变形至关重要。为此以桥台-H形钢桩试件为研究对象,通过在桥台侧向施加水平位移荷载,开展带膨胀聚苯乙烯（EPS）填料板的整体式桥台-桩-土往复荷载拟静力试验,分析桥台、桩基的骨架曲线、滞回曲线及其沿入土深度方向的水平变形和桥台转角等的变化规律,初步研究EPS填料板的厚度对桥台-桩基-土相互作用受力性能的影响。试验结果表明：在台后埋设EPS填料板能有效减小上部结构变形时桥台所受到的水平力,最大可减小31%;同时,也可减小模型试件的累积变形,其随着EPS厚度的增加而逐渐减小,尤其对桩的累积变形减小最为显著,最大减小了74.3%;在台后埋设EPS填料板也可有效减小台后填土对桥台转角的约束作用;台后埋设EPS填料板会使单步位移荷载作用下产生的变形有所增大,但幅度不大;试验全过程各模型试件均表现出了良好的弹性性能和变形能力。     

淤泥EPS颗粒混合轻质土抗剪强度的影响因素

在疏浚淤泥中添加固化材料和EPS颗粒,制作成淤泥EPS颗粒混合轻质土,既可以资源化利用疏浚淤泥,又可以减少软土的地基处理费用。通过直接剪切试验,获取了淤泥EPS颗粒混合轻质土的抗剪强度参数,即粘聚力与内摩擦角。研究发现:粘聚力随水泥添加量和龄期的增加而增加;在水泥添加量较小时,粘聚力随EPS添加量增加而增加,在水泥添加量较大时,粘聚力随EPS颗粒添加量增加而减小;水泥添加量、EPS颗粒添加量和龄期对内摩擦角的影响不显著,淤泥EPS颗粒混合轻质土的内摩擦角总体分布在20~°35°之间。     

聚苯乙烯泡沫（EPS）变形特性的试验研究

由于聚苯乙烯泡沫(EPS)具有隔热性好、自重轻、自立性强、耐久性好、吸水性小及压缩性大等优良性能,使它在公路工程中得到广泛的应用。通过对四种重度(0.13 kN/m3、0.16 kN/m3、0.18 kN/m3、0.23 kN/m3)的EPS做三轴不固结不排水试验,得到结论:围压作用下,EPS的变形不可忽略。当EPS重度较大时,围压(特别是围压较大时)对轴向应变的影响小;当重度较小时,影响大。偏应力为负值试样也发生一定的轴向应变。     

电动助力转向系统助力特性研究

概述了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上,构建了基于Simulink与carsim的电动助力转向系统仿真模型,仿真结果表明:所设计的助力特性较好地协调了转向轻便性和路感之间的矛盾。     

软土地基上桥台后填土工后沉降的数值分析

在分析软土地基上桥后填土受力特性的基础上提出有限元简化计算模型,并采用可模拟超填的Biot固结有限元程序就桥后填筑EPS、粉煤灰、粉细砂和砂砾情况下路堤填土工后沉降问题进行数值分析研究。计算结果表明:采用轻质回填材料(如EPS和粉煤灰)可有效减少路桥过渡处差异沉降;同时还可降低桥台前后区域因软土塑性剪切区贯通而发生滑动失稳破坏的可能。此外,填料的强度对于路堤自身的压缩变形起控制作用,因此采用轻质填料的同时不应降低填料的变形模量。