交替荷载作用下钢材本构模型的适用范围

以箱形截面钢桥墩作为数值分析对象,分别使用修正双曲面模型、等向强化模型和随动强化模型预测钢桥墩在正负交替荷载作用下的滞回性能;并通过计算与试验结果的对比,探讨了这3种钢材本构模型的各自预测精度和适用范围。结果表明:修正双曲面模型能预测箱形薄壁截面和箱形厚壁截面钢桥墩的滞回性能;等向强化模型和随动强化模型仅适用于预测箱形稍薄截面钢桥墩的滞回性能,对于箱形厚壁截面钢桥墩,其预测结果则不够理想。     

微波除冰效率关键技术研究

为了提高微波除冰效率,实现冬季道路快速微波除冰,对影响微波除冰效率的关键因素(微波频率和道路材料)进行了仿真和试验研究。通过对微波除冰效率的分析,提出了以冰层和路面结合处温度到达0℃所需的时间作为微波除冰效率的判定指标。建立了微波除冰模型,运用CST、Matlab和ANSYS仿真软件,得出了微波除冰效率与微波频率、不同介质损耗角正切的道路材料关系,并通过试验验证了仿真结论的合理性。研究结果表明:相对于2.45 GHz微波,5.8 GHz微波能够提高微波除冰效率4~6倍;相对于普通沥青混凝土路面,使用铁磁性材料加铺层能够提高除冰效率3~5倍。     

利用轴载谱分析高速公路水泥路面当量轴载换算系数

利用江苏省不同地区20条高速公路上2004～2006年所有货车和大客车的动态称重数据,分析确定了各自的轴载谱参数;比较了我国和AASHTO 1993水泥路面设计方法中轴载换算公式的区别,分别利用这两种方法确定了各种车型的当量轴载换算系数以及混合交通的累计轴载作用次数, 为路面结构分析和设计提供参考,并指出在参考国外相关指标和典型的路面结构时,应当注意由于国、内外水泥路面轴载换算公式不同而造成的差别.     

后装拔出法检测混凝土强度地区曲线试验研究

为了加强后装拔出法检测技术在黑龙江省内的推广应用,对影响后装拔出法检测混凝土强度的因素进行了分析,采用了哈尔滨地区常用的材料,根据混凝土试件拔出力及抗压强度的测试数据,建立了哈尔滨地区后装拔出法检测混凝土强度的测强曲线。     

Analysis of interaction factors between two piles

A rigorous analytical method is presented for calculating the interaction factor between two identical piles subjected to vertical loads. Following the technique proposed by Muki and Sternberg, the problem is decomposed into an extended soil mass and two fictitious piles characterized respectively by Young＇s modulus of the soil and that of the difference between the pile and soil. The unknown axial forces along fictitious piles are determined by solving a Fredholm integral equation of the second kind, which imposes the compatibility condition that the axial strains of the fictitious piles are equal to those corresponding to the centroidal axes of the extended soil. The real pile forces and displacements can subequally be calculated based on the determined fictitious pile forces, and finally, the validity of the proposed approach and desired pile interaction factors may be obtained. Results confirm the portray the influence of the governing parameters on the pile interaction.     

高速铁路840 m全封闭声屏障气压荷载数值模拟研究

采用我国干线铁路开行的复兴号动车组,基于计算流体力学软件Fluent,对高速列车以350 km·h^-1速度通过840 m全封闭声屏障及1/2跨和1/4跨会车工况下声屏障的气压荷载分布规律进行数值模拟。结果表明:会车工况下的压力极值均大于单车工况下,且变化规律更为复杂,声屏障中间位置即1/2跨会车时的压力极值达到最大值,最大正压和负压分别为2 672和4 619 Pa,分别为单车工况下的2.05倍和1.87倍;同一截面各测点的气压荷载波动规律相似,但压力极值存在明显差异;单车工况下,声屏障同一截面上不同测点处的极值压差达到0.6 kPa,体现了压力波传递的三维效应。通过数值模拟获得的全封闭声屏障压力极值和气压荷载分布规律,为声屏障结构设计提供理论依据。     

考虑车轮谐波磨耗的动车组车轴疲劳寿命

以CRH380BL型高速动车组为研究对象,基于车轮谐波磨耗的实测结果,建立刚性轮轨、刚性轮柔性轨、柔性轮刚性轨以及柔性轮轨4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过对比分析4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨耦合动力学模型;基于车轴受力分析,采用有限元软件ANSYS进行车轴静强度计算;采用多体动力学软件计算考虑车轮谐波磨耗的车轴载荷时间历程;根据疲劳累积损伤理论,采用FE-SAFE软件分析考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命。结果表明:柔性轮轨关系更能反映轮轨的真实接触状态;车轴轮座内侧圆弧过渡处的应力最大,为114.4 MPa;考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命约为19.2 a;车轮谐波磨耗导致轮轨振动加剧,对车轴疲劳寿命产生明显不利的影响。     

侧向撞击作用下U形梁抗倾覆稳定性与失效模式

在对国内外相关规范关于桥梁抗倾覆稳定性计算方法与脱轨荷载调查分析的基础上,计算了U形梁在保持抗倾覆稳定性下的最大侧向碰撞荷载,对比了欧洲规范EN 1991-1-7:2006和TB 10002-2017《铁路桥涵设计规范》中U形梁的抗倾覆稳定性计算式。基于有限元分析方法对腹板侧向承载力进行仿真分析,明确了U形梁在侧向撞击作用下的失效模式。研究结果表明:2种规范计算得到的最大侧向碰撞荷载有所差异,但均大于3.5 MN;列车脱轨情况下的脱轨荷载模式和作用位置对U形梁抗倾覆稳定性的影响显著;U形梁跨中区域加载侧的底板和腹板在侧向位移加载模式下发生了大面积塑性损伤,腹板还发生了明显的侧向变形;U形梁在侧向撞击作用下的失效模式表现为腹板侧向承载力达到极限而发生破坏,通过拟静力分析确定U形梁腹板侧向极限承载力为1.5 MN,结构整体不会倾覆失稳。在设计和使用阶段应对U形梁腹板的损伤和承载力评估予以重点关注。     

竖向荷载和弹条扣压力对WJ-8扣件纵向阻力影响试验研究

扣件阻力是无缝线路的关键参数。为研究竖向荷载和弹条扣压力(扭矩)对扣件纵向阻力的影响,以WJ-8型扣件为研究对象,开展不同竖向荷载和扭矩下扣件纵向阻力-位移试验,得到不同工况下扣件纵向阻力-位移变化特征。试验结果表明:(1)扣件滑移之前,扣件纵向阻力-位移关系受竖向荷载的影响不显著;(2)不同竖向荷载和扭矩下扣件纵向阻力-位移关系可用幂指函数进行拟合;(3)扣件滑移阻力随竖向荷载的增加而线性递增,且竖向荷载越大,扣件滑移阻力随扭矩的增加而增加的幅度减小;(4)不同工况下扣件纵向阻力-位移曲线存在滞回效应特性,滞回曲线可采用幂指数型函数拟合得到。     

淤泥质土封闭作用下侧压力试验研究

天然软土上覆的硬壳层对其下的软土具有封闭作用,会改变其下软土层侧压力分布及传递规律。为探究封闭作用下淤泥质土侧向土压力特性,通过模拟3种不同工况的室内试验,研究含水率、加载方式、硬壳层完整性对侧压力竖向分布规律,侧压力系数及横向传递特性的影响。试验结果表明:侧向土压力沿深度呈上段抛物线、下段近似直线的半抛物线形分布,其半抛物线趋势受含水率、荷载等级的影响;侧压力系数在一定范围内随深度增加,之后趋于稳定,受含水率影响不大。该结果证明,封闭状态下淤泥质土侧向受荷性能具有类似流体的性质,从工程安全角度考虑,设计时可将封闭状态下淤泥质土侧压力系数取为1。同时,硬壳层完整性对淤泥土中应力传递具有一定影响。