标准汽车荷载下路面层关键位置的变形及内力研究

文章通过分析有限长梁、无限长梁与路面板在标准汽车荷载下轮隙中点、轮迹中点与轮迹内外边缘点等关键位置处的弯沉、弯矩及剪力变化,探讨目前按轮隙中点处弯沉进行路面设计的适用范围及不安全性,并提出了路面设计的双指标建议。     

A380-800飞机荷载作用下复合道面的结构响应分析

为了分析机场复合道面结构在新一代大型飞机多轮荷载作用下的力学响应规律,文章以A380-800飞机为例,应用大型通用有限元程序ABAQUS建立了复合道面结构三维有限元模型,分析了多轮荷载不同组合方式作用下道面结构的力学响应。通过计算不同布载形式下道面结构的疲劳寿命,并结合应力的分布规律,得出结论:复合道面在多轮荷载作用下产生空间叠加效应;A380-800可采用3轴双轮6轮组作为道面结构设计时的最不利荷载组合;当考虑空间叠加效应时,15 m×15 m的模型尺寸是合理的。     

拓宽路基在车辆荷载不同作用位置下的力学行为研究

为了研究高速公路改扩建完成后车辆荷载作用位置对拓宽路基的影响,本文应用Ansys有限元计算分析软件,建立车辆荷载力学计算模型,分别对车辆荷载作用在新路基、旧路基和新旧路基结合处等不同位置进行了应力与应变分析,文章研究总结了车辆荷载在新路基、旧路基和新旧路基结合处等不同位置下的竖向位移、水平位移、竖向应力与剪应力的变化规律,以期为我国高速公路路基的拓宽设计提供参考。     

盾构盘形滚刀损坏机理的力学分析与应用

文章对盾构盘形滚刀损坏的力学机理进行了研究,应用CSM模型对滚刀破岩荷载进行求解,得到了滚刀损坏的临界最大贯入度和滚刀不能转动(偏磨)的临界最小贯入度计算公式,并对影响滚刀破岩荷载和影响临界贯入度的各种因素进行了分析。为便于现场应用,绘制了便于查阅的曲线图,并给出了应用示例。研究结果表明:掘进过程应根据岩石强度和刀具磨损情况的变化调整贯入度范围,其值应控制在临界最小和最大贯入度之间。研究结果对盾构机的现场施工具有指导作用。     

变截面空心薄壁高墩稳定临界力计算

桥梁高墩的稳定性是设计和施工中主要的控制因素,文章介绍根据能量原理的Ritz法,在对截面抗弯惯性矩作线形假定后,推导出一端固支一端自由和一端固支一端水平铰支的变截面空心薄壁高墩失稳临界荷载计算公式,可用于设计施工中对高墩失稳临界荷载的近似计算。     

复合地层不同岩石强度下滚刀贯入试验研究

复合地层对滚刀的破岩效率及掘进参数有较大影响。文章针对济南市轨道交通R1线一标段复合地层盾构区间,开展了不同强度试件滚刀贯入力学试验,研究了不同贯入速率对滚刀破岩的影响。结果表明:岩石强度越大,抗侵入系数越大,脆性破坏越明显,滚刀受到的冲击荷载就越大;贯入速率对滚刀破岩的影响与岩石强度的类似,但跃进点贯入荷载、荷载跌落值和临界贯入度都与贯入速率呈对数函数关系;滚刀破岩过程可以划分为压密阶段、密实核形成和发展阶段、裂纹贯通失稳阶段和残余强度阶段。     

离散变量复合形法荷载试验优化设计研究

采用连续变量复合形法对桥梁荷载试验进行优化布载设计研究,可实现以车辆布载位置、行驶方向、车辆类型及占用车道数等作为设计变量的有约束优化分析。但连续变量复合形法只以车辆布置位置为连续变量,其他为离散性变量,为此,文章引入离散变量复合形法,开展桥梁荷载试验优化设计研究。通过计算实例分析,验证了离散复合形法对桥梁荷载试验车辆优化布置问题分析的适用性、准确性及求解的高效率性。     

装配式梁桥高墩的计算长度系数

根据规范给出的桩柱顸水平位移公式,推导出了考虑桩基柔度的墩项水平柔度计算公式。从结构稳定入手,考虑了相邻桥墩及支座对墩顶弹性约束的影响,建立了桥墩临界荷载与计算长度系数的关系。     

飞机荷载对隧道结构的动力影响分析

随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。     

国内外隧道火灾临界风速研究综述

为了促进隧道防火救灾研究的发展,文章系统地梳理了火灾临界风速的研究现状,简述了火灾临界风速的定义和研究方法,介绍了国内外对火灾临界风速的研究进展情况。文章重点叙述了关于火源热释放率、燃料类型、火源尺寸、火源位置、纵向风温度、隧道阻塞比、隧道纵向坡度、隧道断面形状、隧道线形曲率、有无喷淋系统、高海拔、临界风速的判别条件、排烟模式等诸多因素对火灾临界风速影响的研究成果,并探讨了今后研究火灾临界风速需要注意的问题,以期为隧道防火救灾研究提供帮助。     

渣油罐拱顶失稳分析

利用外压失稳理论分析了某厂5 000 m3渣油罐拱顶失稳原因,为罐内负压超过稳定许用临界荷载,致使罐顶失稳变形,指出应加强油罐呼吸阀及阻火器的管理,建议应及时检修油罐及附件,合理安排使用油罐,确保油罐安全。     

长输管道跨越工程复杂工况下数值模拟

以拱形跨越管道为研究对象,采用ABAQUS软件建立考虑管道运行内压、管道自重、温度荷载以及风荷载的拱形跨越管道有限元模型,开展腐蚀、凹陷以及极限工况下拱跨管道力学性能和变形特征研究。研究发现：腐蚀工况或极限工况下,拱跨管道最大Mises应力均发生在拱脚处;凹陷工况下,拱跨管道最大Mises应力发生在凹陷区域。拱形跨越管道的最大平面内竖向位移和最大平面外水平位移分别位于拱跨跨中位置与拱脚位置。     

橡胶沥青碎石封层在沥青路面养护中的应用研究

为研究橡胶沥青碎石封层在沥青路面养护中的性能效果,文章通过碾压试验、湿轮磨耗试验、低温冲击试验对其路用性能进行了试验分析.结果 表明:碾压试验中,构造深度主要受碎石粒径和沥青层厚度影响,碾压初期摩擦系数主要取决于构造深度,经过荷载长期作用后,摩擦系数主要受构造深度和碎石棱角性影响;湿轮磨耗试验中,橡胶沥青碎石封层脱石率...     

基于离散元方法的车-路相互作用下沥青路面力学响应研究

为研究车-路相互作用下沥青路面力学响应,文章基于离散元方法,利用PFC软件建立沥青路面的三维数值模型,施加车辆荷载,模拟分析车辆与道路之间的相互作用,主要结论为:(1)沥青路面在荷载的作用下,随着路面深度的逐渐增加,竖向位移值和竖向正应力均逐渐减小,且在静荷载的作用下,各结构层的竖向位移在短时间内急剧增大,达到峰值后逐渐减小,然后趋于稳定;(2)沥青路面在振动荷载的作用下,各结构层的竖向位移和竖向正应力变化曲线均呈现半正弦形,在振动荷载施加完成后,路面的竖向位移并未恢复为零,这部分残余变形可被视为车辙产生的原因;(3)沥青路面在移动荷载的作用下,当荷载逐渐接近监测点位置时,各结构层的竖向位移和竖向正应力逐渐增大,反之则逐渐减小,且随着路面深度的增加,竖向正应力值逐渐减小,但应力响应时间逐渐延长。     

不同荷载及胎压对沥青路面结构力学响应的影响分析

为研究不同汽车荷载及胎压对沥青路面结构的力学响应影响,文章以典型的半刚性基层沥青路面结构为例,采用ANSYS有限元软件模拟了以20%为步距增大的超载标压、标载超压的路面表层力学变化,并将荷载、胎压两因素对各力学响应指标的影响进行方差分析。结果表明：路表左右轮载点竖向应力值分别为底基层底竖向应力值的46.39倍、47.56倍;随荷载逐步递增,路表的竖向位移、水平及竖向应力均呈上升趋势;随胎压逐步递增,路面表层水平及竖向应力均呈上升趋势,但胎压增大对竖向位移影响不明显。因此在实际公路运营中应控制行车超载、超压情况,以免路面力学结构发生破坏。     

特大跨钢筋混凝土拱桥静风稳定性影响因素分析

特大跨度钢筋混凝土拱桥静风稳定性研究近年来逐渐成为国内外学者研究的热点。文章试设计600m跨钢筋混凝土拱桥,利用ANSYS有限元分析软件建立模型,通过施加风荷载,计算结构在荷载作用下响应,得出不同初始风攻角下拱桥的静风失稳临界风速,分析初始风攻角因素对静风失稳的影响程度;采用因素分析法分析三分力系数中各系数在不同情况下拱桥的变形,探讨三分力系数对结构静风稳定性的影响。     

深埋蓄排水盾构隧道衬砌结构力学性能试验及数值分析

深埋蓄排水盾构隧道承受高内水压力及较大的外部水土荷载,与公路、地铁盾构隧道在计算理论、建造技术及运营维护等方面有很大不同。鉴于蓄排水隧道衬砌结构承载模式的变化,文章开展了整环力学行为试验及三维数值分析,研究了内水压作用、错缝拼装及接头螺栓安装方式等对蓄排水盾构隧道力学性能的影响。研究结果表明:通缝拼装的蓄排水盾构隧道从隧道内空水变化至隧道内满水时,隧道的变形大幅增加;内水压0.6 MPa时隧道的竖向和水平收敛变形分别为空水时的2.2倍和3.2倍。与通缝拼装的蓄排水盾构隧道相比,错缝拼装时衬砌环的收敛变形减小15%～25%,最大接头张开量及螺栓拉力减小25%～40%。内水压增大会造成蓄排水盾构隧道接头螺栓屈服,最先出现螺栓屈服现象的接头位于衬砌环最大负弯矩荷载作用位置附近;由于盾构隧道的破坏多源于接头螺栓屈服,该接头位置为蓄排水盾构隧道的薄弱点。对于采用双排螺栓连接的蓄排水盾构隧道,拱顶、拱底90°区域范围内靠近接头外弧面位置的螺栓可以不拼装;但两侧拱腰90°区域内靠近接头内弧面位置的螺栓必须安装,否则会造成最大负弯矩荷载作用位置附近的接头螺栓拉力增大5%～14%。     

轮胎间距对沥青路面疲劳破坏的影响分析

针对加速加载试验系统(APT)研发过程中遇到的加载轮的间距大小以及由此带来的路面疲劳破坏差异性问题,本文通过对路面结构进行有限元建模,施加不同轮胎间距的荷载,进行一次加载计算分析和200万次循环加载疲劳计算分析,以此来比较采用不同轮胎间距的双轮荷载进行加速加载实验时对路面破坏的差异性。计算结果表明,加载双轮轮胎间距的微小变化,在一次加载的情况下对路面破坏差异微小,多次循环加载时对路面的疲劳破坏差异性较大。本文的研究结果不仅对APT的研发提供标准化参数具有指导意义,对现有的不同APT设备在进行试验数据比较和分析时也具有一定的参考价值。     

大中型悬索管道跨越结构清管动力响应分析

大中型管桥是油气输送管道系统中的关键部位，呈现高次超静定、高柔性的结构特点，清管过程中形成的积液将在管桥处产生强烈的冲击动载荷作用，破坏管桥结构的稳定性。考虑悬索管道跨越结构恒载产生的初始内力、拉索垂度等几何非线性因素，将塔架简化为变截面梁，建立了悬索管桥清管动力分析有限元模型。按照管桥积液流动具有的移动荷栽一时间历程的特性，采用荷载步施加移动载荷。结合实例分析了不同清管工况条件下悬索管桥跨越结构的振动位移、临界积液长度以及临界清管速度，从而为安全清管作业提供指导依据。     

浅埋黄土隧道土石分界高度对初期支护结构安全性的影响分析

为获得浅埋黄土隧道土石分界高度对初期支护结构安全性的影响,文章以临县隧道为工程背景,采用数值模拟的方法研究了浅埋土石分界高度及土石分界面位置对隧道初期支护结构安全性的影响。结果表明:土石分界致使隧道初期支护结构安全系数发生突变,分界面倾斜时安全系数分布不对称。同一种埋深条件下,随着土石分界面位置的下移,土石分界面以上部分偏压减弱,分界面以下的部分偏压增强。同一界面深度条件下,隧道初期支护结构左右断面偏压情况随着埋深增加而增大。当土石分界面分别位于隧道上导坑和中下导坑、分界面倾角为10°时,可通过增加20%隧道左侧荷载或减小20%右侧抗力系数来进行荷载计算。