几何参数对边坡稳定可靠度影响规律分析

坡高和坡率是影响边坡稳定可靠度的重要因素.利用积分中值定理推导基于Fellenius法的黏性土简单边坡稳定可靠指标的解析表达式,讨论边坡安全系数和可靠指标随几何和材料参数变化的非协同响应特性;基于Monte-Carlo方法,分析坡高和坡率引起边坡安全系数和可靠指标非协同响应的土体强度条件.研究结果表明:特定几何和材料参数下的边坡安全系数和可靠指标将呈现出相反的演化趋势,与边坡安全系数随土体强度和几何参数的不利变化而降低规律不同,在黏聚力小且变异性大、内摩擦角大且变异性小条件下,边坡可靠指标出现随坡高增加而提高的特殊变化现象;对于黏性土边坡,采取放缓边坡的工程措施,较降低坡高,既能提高边坡安全系数,也能保障边坡的可靠指标提高,降低工程安全风险.     

边坡稳定分析中岩土参数置信水平取值探讨

岩土工程勘察规范统一使用95%保证率单侧置信下限值作为土体强度指标标准值,用于补偿小样本抽样带来的安全风险,但在变异性较大时可能造成过盈估计。基于均值相同的小、中、大变异水平强度参数总体,采用固定容量的小样本多批次随机抽样方法,构建不同保证率的c和φ标准值分布空间,分析与之映射的均质土坡安全系数结果空间的分布特征,讨论等安全系数原则下参数保证率与土体变异水平的内在关系。研究结果表明:安全系数的离散程度与土体变异性和参数置信水平均呈正相关,采用95%置信水平统一值将导致对变异性较大土体的边坡安全程度估计过低;以安全系数结果空间的分位值相等为控制条件,提出土体变异性增大可相应降低参数置信水平的建议。     

铁路重力式挡土墙可靠度设计方法的研究

传统的安全系数法广泛应用于土木工程的稳定性分析,通过长期应用实践证明该方法有效,但该方法没有考虑设计参数的不确定性,而可靠度方法将设计参数视为随机变量则更为科学合理.本文介绍了铁路重力式挡土墙的安全系数设计方法,在此基础上建立挡土墙抗滑动和抗倾覆的功能函数;采用蒙特卡罗法计算结构的可靠度指标β,确定目标可靠指标,并进行了参数敏感性分析.最后,提出了一组反映目标可靠度指标的分项系数,分析了挡土墙参数及其变异系数对分项系数的影响,提出了分项系数的调整方法,并建议根据不同参数及其变异性组合分区选用分项系数.     

边坡可靠性指标及敏感性因素分析

我国铁路规范拟从容许应力设计方法转轨采用极限状态法。论文的研究内容为铁路规范的转轨提供了部分研究结果,首先推导了路堑边坡极限状态方程及可靠度指标的计算公式,然后采用JC法,计算了边坡的可靠指标,基本正态分布在2.5左右,取可靠度指标为2.5,失效概率为0.62%。然后计算分析了土性参数中γ值、c值与φ值的变异性对可靠指标的影响,其中γ值和列车荷载的变异性对可靠指标的影响不大,c值与φ值的变异性对可靠指标的影响较大。     

铁路隧道洞门目标可靠度及分项系数确定方法

研究目的:铁路隧道洞门受力复杂、断面变化大,洞门可靠度研究少。研究隧道洞门目标可靠度及分项系数计算方法可为铁路隧道洞门的可靠度设计提供参考。研究结论:(1)目标可靠指标由各极限状态中最小的可靠指标决定,目标可靠度分项系数基于目标可靠指标求得;(2)目标可靠指标计算中,不同计算方法计算结果有差异,通过对三种适用于铁路隧道洞门目标可靠指标计算方法进行分析比较和结合实例计算,认为分位值法相对比较简便实用,可用于隧道洞门目标可靠指标的计算;(3)明确了分位值法计算铁路隧道洞门目标可靠指标分项系数的详细计算过程,并通过实例计算验证了分位值法计算分项系数的可行性;(4)土压力分项系数对铁路隧道洞门各极限状态均有影响且最大,因此应加强隧道洞门土压力统计特征研究;(5)本文提出的铁路隧道洞门目标可靠度及分项系数确定方法,可直接用于铁道隧道洞门结构设计。     

非均质边坡稳定性极限分析上限法

引入变异因子,推导土体黏聚力沿深度线性变化时的边坡极限分析上限法相关公式,研究成层土不同分布情况下的稳定性,并对极限分析法与极限平衡法中的评价指标进行对比。结果表明:对于刚体转动破坏,当坡脚土层黏聚力不变时,随着变异因子的增大,滑面对应的张角增大,但滑面位置变动微小,稳定系数近似线性增加。稳定系数和安全系数随变异因子的改变呈现相同的变化规律,但安全系数的大小与边坡坡高、土体重度和黏聚力有直接关系;考虑土体变形时,变形区内由黏聚力变化引起的损耗率是对数旋转面上的一半;坡脚土层黏聚力保持不变时,极限承载力随着变异因子的增加近似线性增加;当坡脚土层黏聚力大于坡肩时,边坡的稳定系数、安全系数和极限承载力均比土层相反分布时的要大。表明边坡坡脚土层黏聚力过小更容易造成失稳,建议采取"固脚强腰"的防护措施以确保边坡稳定。     

重力式挡土墙可靠度设计方法研究

研究目的：为《铁路路基支挡结构设计规范》按可靠度方法进行修订编制提供依据。 研究方法：采用理论研究、试验分析、计算统计以及校核分析相结合的方法。 研究结果：建立了重力式挡土墙基于可靠度理论的设计表达式；计算并统计了按现行规范设计的挡土墙可靠指标；推荐了目标可靠指标建议值、荷载分项系数和抗力分项系数参考值；提出了重力式挡土墙可靠度理论的设计原则和计算方法。 研究结论：选取的目标可靠指标能满足工程安全要求；按本课题提出的设计方法设计出的挡墙尺寸，与传统方式的计算结果接近；荷载分项系数的取值与美国规范相近。课题研究所提出的重力式挡墙设计公式、目标可靠指标及分项系数建议值，可作为《铁路路基支挡结构设计规范》修订的参考。     

支挡结构的可靠指标与分项系数关系研究

研究目的:从可靠指标的概念出发,探讨支挡结构可靠指标与分项系数在理论上的相互关系,并通过对支挡结构中几种典型的常用结构的可靠指标和分项系数的计算结果的分析,提出指导意见供规范修编参考。研究结论:(1)理论分析和实际计算结果显示,支挡结构安全系数或分项系数和可靠指标是正相关的;(2)可靠指标与支挡结构极限状态密切相关,对应不同的状态和安全预期,应采用不同分级的可靠指标;(3)基于系统工程的观点,为保持支挡结构处于同一可靠度水平,支挡结构设计检算中各分项系数应根据可靠度指标分析结果进行适当调整;(4)本文关于支挡结构可靠指标分级以及基于同一可靠度要求进行分项系数调整的观点,可直接用于指导支挡结构的设计。     

铁路隧道衬砌结构综合分项系数研究

应用可靠度理论制定设计规范是国内外结构设计发展的必然趋势。采用带有分项系数的实用设计表达式,不仅继承了传统结构设计式的形式,而且能体现结构设计对目标可靠指标的要求,还能被设计人员接受。以荷载结构模型为基础,考虑结构抗力的统计特征和荷载效应的不定性,提出铁路隧道衬砌结构设计所采用的实用设计表达式。采用设计验算点法,对不同时速铁路隧道通用参考图二次衬砌结构分析计算综合抗力分项系数和作用效应分项系数,并给出铁路隧道衬砌结构分项系数的推荐值。     

基于极限状态法的锚杆挡土墙设计研究

研究目的:锚杆挡土墙在高边坡工程中应用广泛,锚杆挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计下,该结构的安全度并给出锚固段极限状态设计表达式。研究结论:(1)锚杆挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)锚杆挡土墙可靠指标推荐值大部分满足公众需求,但边坡较高时,可靠指标偏低;(3)锚杆挡土墙设计可参照现行《铁路路基支挡结构设计规范》,当边坡较高时,建议适当增大荷载分项系数,并注意对边坡坡形的设计和加固;(4)该研究结论可供锚杆支挡结构设计参考。     

陕西黄帝陵跨坐式单轨观光线牵引供电系统设计

为缓解黄陵县交通压力,提高黄帝陵景区游客疏散能力,拟沿黄帝陵前沮河走向建设一条跨坐式单轨观光线。通过对黄帝陵观光线牵引供电系统的触网电压、牵引变容量、短路电流等关键参数的仿真计算,结合黄帝陵观光线的工程特点,对外部电源的供电方式、牵引变电所的设置数量及位置、接触轨、电力监控(SCADA)系统等的方案进行了综合比较,选定了适用于黄帝陵观光线的供电系统初步方案,为观光线牵引供电系统设计提供了依据。     

牵引电流对桥梁区段信号电缆的电磁串扰研究

随着高速铁路的快速发展,铁路现场信号电缆受干扰的问题愈发突出,特别是在贯通地线和信号电缆同槽铺设的桥梁区段,对铁路运输的安全造成不良影响。在考虑桥梁区段特点的基础上,针对信号电缆双端接地的情况建立加入信号电缆外皮的牵引供电系统链式网络模型,利用潮流算法进行仿真计算,通过实测数据验证模型的有效性。分析信号电缆串扰的主要来源,在所建立模型的基础上计算信号电缆受串扰产生的感应电动势,考虑贯通地线和信号电缆间距对其影响,并给出故障条件下信号电缆的适宜长度,为减少铁路信号电缆的串扰影响和其铺设方法的研究提供参考依据。     

基于乘客心理体验的地铁车站空间优化设计

地铁车站空间环境影响着出行群体的心理状态和出行体验。基于乘客心理体验优化地铁站空间设计是提升地铁设计品质的新课题。从阐释地铁车站乘客心理体验的内涵入手,总结了乘客心理体验的四个方面:通达性,便捷性,舒适性,文化性。据此分析了地铁车站空间在乘客心理体验方面的现存问题,继而对地铁车站空间设计提出了对应的优化设计建议,以期为推进地铁车站建设的良性发展提供借鉴。     

基于动态故障树的计算机联锁系统安全性及性能分析研究

针对2种常用冗余结构计算机联锁系统中的联锁机子系统,在考虑单元模块、比较模块和系统间切换模块全故障模式的情况下,建立双机热备和2×2取2计算机联锁系统的危险失效概率PFD和安全失效概率PFS的动态故障树模型。由于故障树概率近似法和Markov方法计算结果非常近似且概率近似法的求解过程简单和存储要求低等特点,采用概率近似法求解对应的PFD和PFS,实例对比分析2种冗余结构计算机联锁系统的安全性。研究结果表明:在全故障模式下,2×2取2计算机联锁系统的安全性高于双机热备。     

5G在城市轨道交通中的应用前景分析

ZOU Jinbai;ZHANG Kebo;HONG Xiang;ZHANG Haijuan(School of Railway Transportation, Shanghai Institute of Technology,201418, Shanghai, China)     

零速信号在地铁列车电气控制中的应用

ZHANG Qian;HE Yuqin;ZHANG Wenwen(CRRC Nanjing Puzhen Co., Ltd., 210031, Nanjing, China)     

碳纤维复合材料在轨道交通车辆空调机壳体上的应用

针对采用碳纤维复合材料替代传统轨道交通车辆空调机金属壳体以达到降低车辆空调机组自重的技术目标,分析了碳纤维复合材料的性能,建立了空调机壳体的有限元模型,并进行相关静态强度计算。对采用碳纤维复合材料壳体的轨道交通车辆空调机组样机进行了振动冲击试验验证。仿真分析计算和试验验证结果表明,碳纤维复合材料壳体能满足轨道交通车辆空调应用要求。     

城市轨道交通车辆转向架天线梁随机振动疲劳分析

为提高某城市轨道交通车辆转向架天线梁结构的疲劳寿命,对天线梁结构进行了随机振动疲劳分析,并建立了有限元模型。将实际线路中采集到的时域加速度谱变换为频率内的载荷激励谱,作为仿真分析的输入条件。结合Dirlik公式和线性疲劳累积损伤理论,计算产生天线梁的最大损伤位置及其损伤值。对天线梁的疲劳寿命进行了预测,并依据计算结论对天线梁结构进行优化。仿真分析结果与实际线路动应力测试结果对比表明,随机振动疲劳分析方法可以反映转向架天线梁疲劳的真实运行特点。     

基于大小交路的西安地铁3号线行车组织优化

在大小交路一定的情况下,对西安地铁3号线行车组织进行了优化。以最小化乘客等待时间、最大化车辆平均满载率及最小化车辆运行总距离为目标,以发车频率及列车编组为决策变量,构建大小交路列车开行方案多目标优化模型。选用Matlab软件中fminimax函数求解该多目标非线性约束优化问题。优化后,早高峰小时内,乘客的总等待时间基本保持不变,车辆的平均满载率增加17%,列车运行总距离减少1 305 km,节约牵引能耗约3 027 kWh。     

类矩形盾构隧道与圆形盾构隧道振动特性对比分析

以宁波地铁3号线一期工程采用的类矩形盾构隧道为研究背景,分别建立类矩形盾构隧道和圆形隧道有限元模型,并对两种隧道结构的振动特性作了对比分析。研究结果表明:与圆形盾构管片相比,类矩形盾构管片自振频率更高,对控制管片结构与轮轨振动的共振更为有利;无论是道床中心、隧道壁还是线路正上方的地面位置,类矩形盾构隧道的振动水平均要小于圆形盾构隧道;当振动由隧道壁向地面传递时,圆形盾构隧道的振动衰减得更快;考虑地铁设计选线因素,在地面建筑敏感点位置,类矩形盾构隧道可以减少Z振级3～6 dB。类矩形盾构隧道在自身结构和线路规划等方面对地铁振动的控制均具有优势。