风攻角对车-桥系统气动特性及耦合振动的影响

为研究强风作用下风攻角对车-桥系统气动特性以及车桥耦合振动的影响,以某大跨度铁路悬索桥为研究对象,通过节段模型风洞试验测得在不同风攻角条件下的车、桥气动力并探寻其受风攻角变化影响的规律。依据弹性系统动力学总势能不变值原理进一步建立可考虑风荷载作用的车-桥系统耦合振动方程,求解方程并就风攻角变化对桥梁和列车的动力响应的影响进行分析研究。研究结果表明：风攻角对由悬索桥和列车组成的车-桥系统的气动特性影响较大。当风攻角向负向增大时,桥梁阻力系数增幅较大;当风攻角向正向增大时,桥梁阻力系数增幅较为平缓;当风攻角绝对值较大时,车辆阻力系数较大并在风攻角为-8°时有最大值。强风下车-桥系统耦合振动响应对风攻角的变化较为敏感,当风攻角为-8°时,桥梁主跨跨中处横向及竖向振动位移有最大值,列车动力响应极大值多在风攻角较大时出现。列车在桥面横向上位置的变化对车辆和桥梁的气动特性有明显的影响,迎风工况中车、桥阻力及升力系数均在一定程度上大于背风工况,列车位置变化对车桥耦合中车辆、桥梁的动力响应也有较大的影响。     

基于概率密度演化的斜拉索多级变幅时变疲劳可靠度分析

拉索是斜拉桥的主要受力构件,在车辆、风等交变荷载作用下易发生多级变幅疲劳损伤,而经典可靠度方法预测多级变幅时变疲劳可靠度难度大且计算效率低。针对这一问题,提出一种高效的多级变幅斜拉索时变疲劳可靠度预测方法。基于Miner累积损伤理论,建立同时考虑荷载和材料随机性的变幅疲劳损伤概率演化模型;构建应力幅出现频率指标,解决多级变幅疲劳损伤演化过程中偏微分方程难以确定问题,通过概率密度演化方法精确计算多级变幅时变疲劳可靠度,并采用五级变幅材料试验数据和某桥梁斜拉索的模拟数据验证所提方法的可行性。结果表明：所提方法的计算效率远高于蒙特卡洛方法;在小概率失效时,其计算精度高于蒙特卡洛方法。     

基于改进TAM的无人驾驶出租车接受度研究

作为无人驾驶技术运用的重要领域,无人驾驶出租车市场前景备受关注。为解决现有研究缺少对无人驾驶出租车接受度和影响因素进行分析的问题,以便更准确了解公众对于无人驾驶出租车的接受行为意向,以传统技术接受度模型为基础理论,引入感知有用性、感知易用性、感知风险、社会规范、个人创新性、面子文化以及宏观条件7个变量指标。通过建立无人驾驶出租车接受度研究模型,并运用结构方程模型作为数学模型分析潜变量之间的关系以及外生潜变量对公众行为意向的影响效果。以在重庆市获取的数据为例,对假设模型进行验证分析。研究结果表明：各外生潜变量对公众行为意向呈显著影响。感知有用性、感知易用性、个人创新性、社会规范、面子文化以及宏观条件对公众行为意向存在正向影响,感知风险对公众行为意向存在负向影响,其中感知有用性(0.83)、感知易用性(0.79)以及感知风险(-0.75)的影响效果最为显著。外生潜变量中,社会规范和个人创新性、宏观条件和感知风险2组变量不存在显著影响关系。不同性别、年龄以及学历的群组中,无人驾驶出租车接受度影响因素存在异质性。研究结果可为无人驾驶企业和相关政府部门提供决策参考依据,为进一步探讨无人驾驶出租车相关问题提供了思路。     

基于迁移学习的桥梁表观病害检测技术研究

桥梁表观病害检测是保证桥梁设施安全的关键技术之一。深度卷积网络因其强大的特征提取能力,被广泛应用于土木工程领域的结构病害识别与检测,然而在土木工程领域中往往缺乏用于训练深度学习网络的高质量大规模病害图像数据集。针对上述问题,提出一种基于迁移学习的桥梁表观病害检测方法。该方法运用迁移学习技术,通过迁移VGG16网络模型结构及全部卷积层参数,并在迁移后的模型结构上添加新的全连接层,以此来解决训练数据集不足的问题。运用动态学习率调整策略,以不同的学习率对卷积层和全连接层参数分别进行微调,用于提高模型的识别准确率。实验对比ResNet18,ResNet50,VGG19,VGG16等主流深度学习网络模型,该方法在验证集上取得了最高准确率,为98.86%。用实拍的未经过处理的桥梁表观病害图像数据集进行测试,该方法的整体结构表观病害识别准确率达到88.33%,其中泛碱、露筋和裂缝3类病害的测试准确率分别达到96.25%,80.00%和88.75%,具有较高的病害识别准确率,可以用于在役桥梁表观病害识别。     

大断面矩形顶管隧道开挖面稳定性三维极限分析方法

顶管法因具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通和施工安全性高等优势,已被广泛应用于地下人行通道和地下综合管廊等城市地下工程建设中,且以空间利用率高的大断面矩形顶管隧道最受青睐。针对当前大断面矩形顶管隧道开挖面稳定性分析方法问题,基于空间离散化技术,假定破裂面满足相关联流动法则,建立矩形顶管隧道三维离散化分析机构,并基于逐点生成机理形成微元三角形,若干微元三角形相连共同构成一个多面体来近似描述开挖面前方的土体破坏区,形成矩形顶管隧道三维破坏面,进而构建出矩形顶管隧道开挖面三维失稳破坏模型。根据极限分析上限定理,结合矩形顶管隧道三维离散模型和速度场,推导出矩形顶管隧道开挖面支护力的计算公式,建立大断面矩形顶管隧道开挖面稳定性三维极限分析方法,并基于Matlab平台开发了相应的计算程序,实现了开挖面极限支护压力的计算。最后,结合2个工程实例开展了模型可靠性验证,结果表明：计算结果与实测值吻合较好,误差在10%以内,可指导相关工程设计与施工。     

基于拓扑优化理论的悬索桥双吊杆索夹优化设计

索夹是连接悬索桥主缆和吊索普遍采用的关键构件,该部位的设计目前主要取决于相应的力学标准和设计者的经验,此方法存在明显的局限性,故进行索夹空间具体形式的研究十分必要。以长沙市三汊矶湘江大桥为工程背景,取索夹耳板及过渡部位作为主要研究对象,建立不同倾角的双吊杆索夹有限元实体模型,分析索夹基本结构的力学性能。基于变密度法连续体拓扑优化理论,在静力分析的基础上对索夹基本结构进行优化设计。根据拓扑优化结果分析,优化后索夹结构模型图与基本结构应力云图具有明显相似性,可参照基本结构静力分析中应力等值线进行新型索夹的概念设计。综合考虑优化后索夹结构侧边线倾角的变化规律和索夹设计区域相对索夹中心的偏移幅度,调整索夹吊孔位置使吊索合力尽可能的通过索夹中心。拓扑优化中索夹设计区域的偏移距离与吊索力的偏移距离存在显著的线性函数关系,经过线性回归分析,得到优化后索夹形状的简化拟合公式,在满足索夹抗滑及结构受力均匀的前提下使材料用量最经济。研究结果表明：在满足结构应力安全储备的前提下,优化后索夹结构的耳板相较于基本结构减重约50%～60%,相较于原工程背景结构减重约20%。索夹拓扑优化实现了结构轻质、高强和经济的设计目标,为同类索夹设计提供了一种新的可行方案。     

降雨工况下超高黄土边坡稳定性分析

陕西吴起至甘肃华池高速公路沿途经过众多超高黄土边坡,边坡最高达151.7 m,其上覆新黄土强度低、易坍塌,具有自重湿陷性。考虑到该地区降雨主要集中在夏季,偶发暴雨容易产生滑坡等边坡失稳问题,现对该边坡进行稳定性分析。现场设置基于GNSS的坡面位移监测系统和雨量监测系统,远程获取边坡坡面变形及降雨量,建立边坡稳定性分析的数值模型,施加不同的降雨条件进行数值模拟。监测结果表明：黄土边坡在监测过程中无过大位移变形,处于安全状态。数值模拟结果表明：降雨强度不变,降雨历时增加,对边坡的稳定性系数产生影响;降雨历时不变,降雨强度越大,坡面孔隙水压力越小及抗剪强度越小导致边坡的稳定性系数减小,呈现失稳趋势;降雨结束后,安全系数逐渐恢复,但低于降雨前的安全系数。     

挤压性大变形隧道分层初期支护适应性分析

针对挤压性大变形隧道支护参数、支护时机在设计工作中难以量化的现状,在考虑围岩流变效应和支护弹塑性本构的基础上,结合数值模拟手段,对各类支护的等效支护抗力和不同等级大变形隧道分层初期支护量化参数及适应性开展研究。得出主要结论： 1）基于抗压强度控制,提出不同组合参数下的喷射混凝土和型钢拱架等效支护抗力;基于位移等效原则,提出不同直径、不同长度砂浆锚杆和不同长度预应力锚索的等效支护抗力。2）基于监控量测曲线,对考虑流变效应的围岩物理力学参数进行反演,以此计算围岩特征曲线,实现围岩变形量值、不同支护时机所需支护抗力与时间的关联。3）根据既有案例,取单边15 cm作为单层支护极限变形值,构建支护抗力曲线;基于极限变形控制原则,提出轻微大变形可选用单层初期支护+短锚杆的支护形式、中等大变形可选用2层初期支护+短锚杆的支护形式、强烈大变形可选用圆形隧道+3层初期支护+短锚杆+长锚索的支护形式的建议,并提出不同等级大变形隧道的支护时机及预留变形量建议值。4）兰渝铁路木寨岭隧道工程应用分析结果表明,采用该方法选取的支护参数是合理的。〖JP〗     

运营铁路增线帮宽路基变形和稳定性问题综述

随着交通运输量的日益增长,运营铁路扩能工程势在必行,但帮宽引发的变形和稳定性问题也成为了人们关注的热点。为系统地分析运营铁路帮宽后产生的变形和稳定性问题,首先有序梳理了2003～2023年间的相关文献,整理归纳了运营铁路帮宽扩能的变形和稳定性问题主要研究内容和发展历程。其次整理分类目前运营铁路帮宽变形和稳定性问题的影响因素,揭示各影响因素对运营铁路变形和稳定性的影响规律;总结归纳帮宽时运营铁安全性的评估方法,介绍各评估方法的原理及局限性;系统分类运营铁路帮宽变形和稳定性的控制技术,并从治理效果方面比较各控制技术的优劣。最后基于目前研究现状的不足,对运营铁路帮宽扩能的变形和稳定性问题研究提出建议。     

系列化中国标准地铁列车车门系统密封性研究

车辆密封性能是影响乘客舒适性体验的关键因素,而车门系统密封性能的优劣直接决定了车辆的密封性能,因此提升车门密封性意义重大。通过分析影响车辆密封性能的阻塞比、车辆运行速度等因素,结合舒适性评价标准,针对塞拉门系统密封性能的提升进行了研究。文章提出了增加约束限位和改进胶条断面等方式实现车门系统密封性能优化,并通过台架充压试验进行对比验证。结果表明,在门扇下部增加约束和气动压紧锁的方式能显著提升车门系统的密封性能;采用反向唇边的非对称式护指胶条对提升车门系统密封性也具有一定效果。研究成果可为系列化中国标准地铁列车车门系统的密封结构设计提供指导建议。