粗粒硫酸盐渍土区高速铁路水泥固化级配碎石变形特性

为了探究粗粒硫酸盐渍土区高速铁路路涵、桥梁等过渡段的水泥固化级配碎石在不同工况下的变形特征及其机理,基于固化路基填料的材料特点,采用0~2.5%含盐量的级配碎石,掺加不同种类及含量的水泥,开展常温下有(无)毛细水上升的变形特性试验;针对固化路基段的基床,开展基础冻融循环模拟试验,同时结合XRD试验分析变形机理;在试验的基础上,选取典型试验材料,开展冻融循环工况下的路基-构筑物模拟试验。试验结果表明：在无毛细水上升工况中,普通水泥配制的含盐级配碎石试样产生的变形可达5%特种水泥掺配试样变形的4.2倍;在有毛细水上升工况中,普通水泥配制试样产生的变形最高可达5%特种水泥掺配试样变形的33.0倍;在不同含盐量条件下,3%~5%特种水泥固化级配碎石对相应普通水泥工况产生变形(毛细水上升导致)的最低抑制率为60%~80%;在6次基础冻融循环条件下,添加普通硅酸盐水泥试样产生的最终变形是添加特种水泥试样最终变形的16.0倍;路基-构筑物冻融循环模拟试验中特种水泥固化级配碎石的最大膨胀变形率仅为0.2%;在粗粒硫酸盐渍土地区,虽然水泥固化路基填料可以减少路基其他变形,但是对于高速铁路等对变形控制要求较严格的工程,周围介质中的盐分因素较难避免,普通水泥无法满足盐渍土地区的路基工程需求,需要采取特种水泥固化等工程措施。     

降水入渗条件下氯盐渍土水盐迁移规律

为探究降水入渗导致氯盐渍土盐分流失问题,以人工配置的不同含盐(氯化钠)量粗粒土和细粒土为研究对象,通过自行设计的室内降水入渗模拟试验装置,获取了14种工况下近500组试验数据,对比分析了降水入渗次数、土样粒径与含盐量对土样水盐迁移特性的影响;建立了降水入渗作用下土体盐分迁移与水分迁移之间的联系,确定了入渗影响深度,揭示了水分与盐分经降水入渗作用后在土柱中的分布特征。研究结果表明：对于细粒盐渍土,随着降水入渗次数从1~4的增加,其含水率和含盐量的峰值点均明显向下发生移动,盐分将逐渐向土柱中底部积聚;对于粗粒盐渍土,2次降水入渗后,含水率在土柱高度范围内分布较为均匀,且降水入渗次数的继续增加并没有改变这种均匀性,而盐分将随着水分快速向土柱底部积聚;氯盐渍土这种“盐随水走”关系与其易溶于水有关,所以氯盐渍土填料路基应加强防水措施,特别是粗粒土填料,虽然其可压实性优于细粒土,但浸水后溶陷强烈,病害更为严重;一定范围内含盐量的增大不会改变细粒土或粗粒土水盐迁移的整体规律,但会降低土体水盐迁移的速率,与含盐量较低的细粒土相比,含盐量较高的细粒土的水分与盐分峰值点出现深度均滞后5~15 cm;在降水入渗相同条件下,不同含盐量细粒土盐分迁移的相对增大幅度不同,但盐分上升绝对量基本相同,说明不同含盐量细粒土中水分所能携带的盐分是一定的。     

载重车辆-伸缩缝耦合系统的垂向振动数值模拟方法

为研究车辆对大位移伸缩缝振动特性的影响,考虑轮胎载重车辆过大位移桥梁伸缩缝时的真实激励特性,提出了一种载重车辆-伸缩缝耦合系统垂向动力学模型,同时引入新型快速积分法对数值模型进行求解.以ZL1600模数式大位移伸缩缝为研究对象,通过仿真结果与试验测试结果的对比验证模型有效性,并基于此模型分析了轮胎载重车辆对大位移伸缩缝的冲击效应.研究结果表明：中梁测点垂向速度的动力学模型仿真结果能较好地匹配试验测试结果,仿真得到中梁测点最大下沉位移的偏差均小于10.0%,表明该模型具有较高的计算精度;车辆轮胎力的最大冲击系数出现在车轮驶上伸缩缝后方桥面时,需要考虑对此处结构进行加强;车辆轮胎对伸缩缝中梁和后方桥面的冲击系数均随车速的增大而增大,最大冲击系数分别为0.67和0.82,均超过了国内现行规范的推荐值0.45,应得到重视.     

沥青路面微波热再生传热模型与解法

为了获得沥青路面微波热再生过程的温度场, 基于传热学理论, 分析了微波加热过程的传热形式, 建立了三维非稳态的传热模型, 研究了传热模型的边界条件, 求解了对流换热系数及辐射换热发射率, 根据能量守恒原理, 确定了内热源强度, 实现了电场到热场的转化。采用交替方向显(ADE) 格式, 提出了传热模型的数值解法, 对实测温度进行拟合, 并建立了传热边界条件数学模型, 仿真求得模型的可视化数值解。结果发现: 加热450 s时, 沥青混合料大部分区域接近70℃, 加热600 s时, 达到80℃, 加热到750 s时, 温度迅速上升到110℃左右, 这表明热量传递随加热时间是非线性的, 必须精确地选择加热时间以保证修补质量。     

基于流固耦合模型对京沪高速公路改扩建拓宽路基差异沉降控制标准的研究

对高速公路改扩建差异沉降标准进行研究,通过对既有道路观测数据分析,利用流固耦合模型对拼宽路基进行数值模拟,分析了新老路基差异沉降特性,提出京沪高速公路差异沉降控制标准:工后沉降不超过5cm,总沉降量不超过15cm,路拱横坡度增大值应不大于0. 5%。     

船舶舱室火灾烟气蔓延的场-区耦合模型

针对大型船舶火灾中的烟气蔓延, 分析了场模型FDS软件和区域模型CFAST软件各自的局限性。基于能量传输、组分转换和压力平衡原理, 建立了船舶舱室火灾烟气蔓延的场-区耦合模型。搭建了带有4个测点的船舶舱室火灾缩尺试验平台, 验证了耦合模型的有效性。对船舶舱室火灾的烟气蔓延进行了场模拟、区域模拟和场-区耦合模拟, 并将温度和烟气层高度的模拟结果进行对比分析。分析结果表明: 4个测点的温度均随着时间的增大而上升, 在同一时刻距火源近的测点温度高, 随着与火源间距离的变大, 测点温度降低, 4个测点的温度受烟气湍流的影响略有波动; 在燃烧达到稳定状态之后, 场-区耦合模型能较准确地模拟烟气层高度的变化规律, 均优于场模型和区域模型的模拟结果; 在计算时间上, 场-区耦合模型比场模型缩减了约54%的计算时间; 场-区耦合模型的模拟结果与试验结果具有良好的一致性, 因此, 其具有较好的工程应用价值。     

隧道火灾不同CFD模型的对比分析及试验验证

为筛选出适用于隧道火灾模拟、科学经济的CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)模型,为复杂结构的隧道内发生火灾时的数值模拟提供科学参考,基于Heskestad羽流理论,提出传质体热源模型。使用FLUENT软件对比不同物理模型、燃烧模型等的计算结果,并开展缩尺试验进行验证。结果表明,不扩大计算域可能造成顶棚下方温度的不对称分布,而隧道两端扩大的计算域能够消除不合理的边界条件对隧道内温度场的影响。布辛涅斯克(Boussinesq)近似理论假设空气物性不变,但实际上空气的热扩散系数会随着温度的升高而提高,因此使用布辛涅斯克近似的原则得到的温度与实际差异较大。提出的传质体热源模型能够较准确地预测隧道顶棚下方的最大温度,案例的计算误差在10%以内。然而,该模型没有考虑壁面对流散热和空气卷吸的情况,因此在一定程度上高估了纵向温度分布。     

机车车辆横向动力学性能仿真——车辆-轨道耦合模型与传统车辆模型的比较

运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆－轨道耦合动力学仿真软件TTISIM，对传统车辆动力学和车辆－轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析。结果表明：车辆无论是在直线上运行 是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型计算所得的轮轨横向相互动作用力均较采用耦合模型计算的大；仿真计算车辆蛇行失稳临界速度时，采用前一模型俐到的结果较后者偏高；而两者计算所得的车辆垂向与横向振动差别甚小。     

公路桥梁与车辆耦合振动现象的模型与数值分析

足。而铁路因自身条件所限,其车桥耦合振动现象主要是指车桥系统的横向振动,公路的车桥耦合振动研究则主要是指车桥系统的竖向振动,两者无法相互借鉴。因此,随着公路桥梁跨度的不断增大和超载车辆的不多,公路桥梁与车辆耦合振动问题日益彰显。     

高速铁路车辆与路桥过渡段垂向耦合系统动力模型

充分考虑路桥过渡段轨面弯折变形的情况,对车辆与线路垂向耦合系统动力分析模型进行优化扩展,建立车辆与过渡段垂向耦合系统动力分析模型,并提出计算机求解的思路,可较好地模拟列车高速通过时路桥过渡段和车辆的动力特性,对实际工程具有参考意义。     

和硕至库尔勒高速公路盐渍土盐胀试验

为确定和硕至库尔勒高速公路盐渍土性能,选取粉土、粘土类天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究,从土类及盐性角度研究盐渍土的盐胀规律,可为工程实践提供借鉴。     

新疆地区硫酸盐渍土路基病害分析与处理

分析硫酸盐渍土的工程性质和硫酸盐渍土路基的病害类型,以托克逊至乌拉斯台公路为例,阐述其盐渍土路基处理措施,可为同类工程提供参考和借鉴。     

喀什地区盐渍土基本工程性质试验研究

我国盐渍土分布范围较广，各地区盐渍土的成因、组成及特征有明显的区域特点。通过室内物理力学性质试验，系统分析喀什地区天然盐渍土的盐渍化程度、液限、塑限、土样类别、最优含水量、最大干密度，可为盐渍土工程提供参考。     

新疆北部地区盐渍土基本性质试验的研究

以新疆(北疆)地区S201线克拉玛依至榆树沟段公路沿线的盐渍土为研究对象,分析了本地区盐渍土形成的环境条件,并对此进行了基本性质试验,通过对试验数据的解析,得出了该地区盐渍土的一系列常规数据,同时也分析了含盐量对颗粒分析试验的影响,为进一步研究本地区盐渍土的溶陷和盐胀特性提供了可靠的试验数据。     

喀什地区盐渍土基本工程性质试验研究

我国盐渍土分布范围较广,各地区盐渍土的成因、组成及特征有明显的区域特点.通过室内物理力学性质试验,系统分析喀什地区天然盐渍土的盐渍化程度、液限、塑限、土样类别、最优含水量、最大干密度,可为盐渍土工程提供参考.     

细粒硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

选取典型细粒硫酸盐渍土,进行反复冻融循环条件下的试验研究,分析了典型细粒硫酸盐渍土的盐胀规律。试验结果表明:低液限黏土硫酸盐渍土的前5次冻融循环过程中盐胀具有较好累加性,随着冻融循环次数的增加,盐胀量增长速度逐渐降低;含砂低液限黏土硫酸盐渍土的盐胀过程可以被分为3个阶段。     

石灰改良盐渍土路基工程特性试验研究

滨海盐渍土作为一种特殊土,具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性,滨海地区盐渍土路基填料是制约交通建设快速发展的重大岩土工程问题之一。为了解决滨海盐渍土的工程应用,基于大量的室内试验,研究分析了石灰改良盐渍土路基填料的液塑限试验、击实试验、室内CBR试验和不同条件的不固结不排水三轴试验结果,从工程技术、降低造价和环境保护等方面对滨海高速公路路基填料改良利用的可行性进行了研究论证,为滨海地区盐渍土路基的修筑具有重要的指导意义。     

盐渍土工程性质分析

在已有研究成果的基础上,系统分析和总结盐渍土的盐胀特征、溶陷特性、压缩特性、抗剪特性、渗透特性、毒细性特征,对于指导我国盐渍土地区公路的修筑和养护,提高工程质量具有重要意义。     

盐渍土强度特性分析

通过对盐渍土室内基本性质及反复冻融循环条件下的试验分析,研究天然盐溃土在多次冻融循环时的强度变化特征,试验结果表明:经多次冻融循环,低液限粘土试样粘聚力自下而上呈线性减小;含砂低液限粘土试样在冻融循环过程中.试样粘聚力呈反S形分布,内摩擦角均呈S形分布;低液限各层粉土试样的粘聚力随着冻融循环次数的增加而逐渐减小,各土层内的摩擦角也随着冻融循环次数的增加而减小.     

盐渍土强度特性分析

通过对盐渍土室内基本性质及反复冻融循环条件下的试验分析,研究天然盐溃土在多次冻融循环时的强度变化特征,试验结果表明：经多次冻融循环,低液限粘土试样粘聚力自下而上呈线性减小;含砂低液限粘土试样在冻融循环过程中,试样粘聚力呈反S形分布,内摩擦角均呈S形分布;低液限各层粉土试样的粘聚力随着冻融循环次数的增加而逐渐减小,各土层内的摩擦角也随着冻融循环次数的增加而减小。