铁路碎石路基碾压效果的数值模拟

离散元法广泛应用于碎石路基压实、破碎过程的模拟分析。拟通过对碎石路基压实过程进行离散单元仿真模拟分析，建立碎石路基沉降量与碾压遍数的拟合关系，分析碎石路基摊铺厚度、碾压速度、材料刚度参数、材料强度系数等对碎石路基沉降量的影响，来揭示颗粒碾压破碎过程和破碎规律。研究结果表明，碎石路基摊铺厚度越大，碾压速度越快，碎石材料刚度系数越大，达到稳定状态所需碾压遍数越多；材料刚度系数及强度系数决定稳定状态下的沉降量。为研究碎石路基压实破碎研究提供新方法，是对碎石路基现场碾压试验研究的补充。     

波浪作用下弹性板的水动力响应

为准确预报聚焦波作用下弹性板的非线性动力响应，充分掌握极端波浪条件对超大型浮体动力响应的影响，选用一种基于离散模块-梁单元的水弹性分析方法，对弹性板在规则波和聚焦波作用下的不同响应特性进行研究。同时，开展水槽模拟试验，并将试验结果与理论结果进行对比，验证该水弹性分析方法的有效性。试验结果表明：基于离散模块-梁单元的水弹性分析方法在超大型浮体动力响应分析方面具有良好的准确性和简便性；在规则波作用下，随着规则波波陡和波长的增加，弹性板响应幅值增大；在聚焦波作用下，谱峰波长和最大波幅对弹性板响应的峰值和谷值有显著影响。     

透水型级配碎石基层填料强度演化特征的离散元模拟

骨架空隙型级配碎石填料因其较好的渗透性能而广泛应用于透水型基床结构层，但其在不同级配下的抗剪强度特征及演化规律仍不明确。首先针对6种不同级配类型的碎石填料试样开展了不同围压下的室内单调加载三轴压缩试验，进而采用考虑颗粒真实不规则形状的三维离散单元方法对室内试验结果进行了数值模拟研究，从颗粒间接触、微观组构和颗粒运动等角度揭示了透水型级配碎石基层(UPAB)填料抗剪强度机理及其随级配变化的演化特征，验证了室内试验得出的级配影响规律及级配优化设计方法。研究结果表明：细颗粒通过改变颗粒体系的内部排列结构(即各向异性程度)而直接影响级配碎石填料宏观抗剪强度，细颗粒含量对试样的剪切破坏形态有直接影响，随着细颗粒含量的减少，试样整体发生较大变形时表现为内部颗粒发生转动的比例下降但发生颗粒间滑动的比例增加；试样失稳的主要原因是由于颗粒拓扑结构的改变，最终发展成不可逆的塑性变形；级配控制参数G/S=1.8时试样表现出最低的各向异性特征，相同应变条件下的颗粒旋转角均值最小，表明此时试样内部的颗粒堆积排列最优且抗剪强度最高，G/S=1.8可取作“填充密实”型与“残余空隙”型结构的分界；不同级配的试样内部颗...     

基于离散元法的轨枕空吊整治作业参数优化

为了更好地对轨枕空吊进行整治，采用离散元法建立模型，研究捣固、稳定作业参数对轨枕单侧空吊道床整治效果的影响，对各作业参数进行优化设计。结果表明：捣固作业能够有效地将道砟填充至空吊区域，同时会使原本稳固的道床变得松散，而稳定作业能使松散道床更加密实，提高道床稳定性；对轨枕单侧空吊道床进行捣固作业时，建议捣镐振幅采用7 mm，捣镐频率采用25 Hz，插镐深度采用35 mm，插镐速度采用1.6 m/s；捣固作业完成后，对轨枕单侧空吊道床进行稳定作业时，建议垂直下压力采用25 kN，水平激振频率采用30 Hz。     

基于离散元方法的海冰数值模拟

介绍了海冰离散元模型的建立过程，通过模拟海冰与结构相互作用的过程来研究冰载荷的作用规律，并探讨海冰速度、海冰厚度以及结构直径对结构所受冰载荷的影响。结果表明，离散元方法可以较好地表现海冰破碎形式并能准确预测冰载荷，且冰载荷与3种影响因素都为正相关关系，其中海冰厚度对冰载荷的影响最为明显。     

米轨钢枕轨道不同坡度的道床阻力分析

为分析不同轨道坡度对道床纵横向阻力的影响，开展米轨铁路有砟轨道钢枕平坡和250‰坡度道床纵横向阻力室内试验，并建立离散元模型，通过室内试验验证了离散元模型的正确性，进一步建立了多种坡度的米轨钢枕有砟道床离散元模型。研究结果表明：平坡与250‰坡度米轨钢枕道床纵向阻力实测均值分别为11.33,10.31 kN/枕，道床横向阻力均值分别为7.44, 7.11 kN/枕，纵向阻力衰减了9%,横向阻力衰减了4.44%;米轨钢枕的道床纵横向阻力均随坡度增大而减小，坡度在0～700‰变化时，道床纵向阻力与横向阻力之间存在线性关系，斜率约为1.7,纵向阻力变化程度大于横向阻力；道床纵横向阻力均随坡度呈余弦趋势衰减，但并非单一的按照坡度的余弦值改变，在坡度小于200‰时，道床阻力可近似按坡度余弦折算考虑，坡度大于200‰时，可根据拟合余弦公式预测道床阻力。     

基于离散元的堆石体大粒径填料优化排布研究

为同时解决桥台跳车和大粒径挖方弃石的利用问题，一种堆石体法大粒径填料填筑山区高速公路路基技术被提出。针对堆石体大粒径填料优化排布问题，采用离散元分析方法，对不同粒径范围的大粒径填料在台背回填区域的不同排布方案进行了数值模拟和对比分析。结果表明，大粒径填料填充液态泥浆形成的堆石体结构具有良好的刚度和稳定性，能够实现桥台至路基沉降的平稳过渡，有效避免桥台跳车的出现，且在中大粒径填料填筑厚度为4 m时沉降量最小，工程中建议填筑厚度为3～5 m。离散元的颗粒接触力分析结果显示大粒径填料承担了堆石体受力骨架功能，力链图显示堆石体结构内部存在复杂的拉压应力状态，大粒径填料之间的填充泥浆可提供必要的黏结作用。研究成果已应用于延庆至崇礼高速公路河北段台背回填工程中，实测路面沉降与计算值基本吻合，解决桥台跳车问题的效果良好。     

基于红外光谱的改性沥青稳定性快速评价方法

改性沥青由于制备工艺不同，且在施工过程中存在长距离运输等情况，会对其储存稳定性产生一定的影响。采用基于红外光谱法的特征峰面积离散系数值来表征SBS改性剂分布的均匀情况，从而快速预判改性沥青稳定性。分析了不同发育时间下改性沥青试样面积离散系数与均匀性的相关关系，可以利用特征峰面积离散系数值的大小来表征改性沥青SBS分布均匀情况。对特征峰面积离散系数值与离析指标进行相关性分析，结果表明：不同SBS掺量的改性沥青在不同发育时间下面积离散系数与离析指标相关性较好，R²均在0.9以上，在实际生产过程中，可将其作为预判SBS改性沥青均匀稳定性的快速评价方法，从生产阶段开始，做到严格质量把控。     

拦挡坝-桩群复合结构的高速滑坡碎屑流拦挡效果北大核心

针对仅依靠单一形式的防护结构往往难以有效防治滑坡碎屑流灾害的问题,将拦挡坝和桩群两种防护方法相结合,并采用离散元模拟分析拦挡坝-桩群复合式结构的防护效果。考虑了不同形状的桩群结构,从滑坡碎屑流堆积形态、流速变化、桩群潜在失效可能性、拦挡坝冲击力降幅等方面评价复合结构的防护效果。结果表明:方桩桩群与拦挡坝组合形成的复合结构具备更优的拦挡效果,能更显著地削弱滑坡碎屑流的冲击破坏能力;方桩桩群具有更高的失效可能性。建议工程结构设计中采用较大的桩高以避免越流现象,同时采用垫层等措施保护桩群,避免发生冲击破坏。