高应力软岩隧道破裂碎胀米级大变形机理研究

深埋高应力软弱围岩频繁遭遇米级剧烈大变形灾害,但却面临其大变形灾变机理和过程认识不清等问题。采用有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)研究了高应力软弱围岩的破裂碎胀大变形过程,并研究了地应力量值、侧压系数和隧道断面形状对大变形灾变机制的影响。结果表明：(1)高应力软岩隧道大变形灾变力学机理为隧道开挖卸荷导致围岩产生破裂块体的碎胀性变形;(2)围岩大变形过程中的裂隙扩展过程、应力场和位移场结果表明,在静水压力状态下,围岩主要产生共轭剪切破坏,破裂的块体沿着主剪切带发生滑移并伴随着剪胀现象和翻转运动,使得块体间产生大量空隙,这些碎裂块体向隧道空间移动造成了隧道断面的急剧缩小,以致发生米级剧烈大变形灾害;(3)随着地应力量值的增加,围岩破裂程度和隧道表面最大位移迅速增大,后者呈现明显的非线性特征,而损伤破裂区半径增长较为平缓,当垂直地应力高达约58 MPa时,剧烈位移区内的岩体难以形成主剪切裂隙带,极为破碎的岩块呈整体向隧道内挤压态势,并产生大量空隙,造成隧道断面面积的急剧缩小;(4)在静水压力状态下,正方形隧道只对裂隙起裂、剧烈位移区形状和该区域内岩体位移模式产生影响,而在剧烈位移区范...     

风屏障破坏所致风载突变对桥梁列车行车安全影响研究

为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动力系数;在此基础上建立风-车-轨-桥耦合振动模型,研究了风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速对列车动力响应及行车安全的影响。结果表明：突风效应会导致列车横向位移达到最大值,遮风效应会使列车横向加速度达到最大值;随风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速的增加,列车动力响应随之增加;风屏障破坏会增加列车的轮重减载率和脱轨系数,并且高风速下各节车辆在风屏障破坏段的脱轨系数差异较大;仅在风速不大于10 m/s时,列车可以180 km/h的车速安全通过风屏障破坏段。     

基于离散-连续耦合的双层地基承载力研究

路基工程中常采用人工换填方式形成上硬下软的层状地基以增加地基承载力,但目前对于双层地基的极限承载力和破坏机制的宏微观研究尚不够深入。通过室内单元试验、室内模型试验对地基土体的单元力学特性及分层情况下地基的极限承载力进行研究,并采用离散-连续耦合数值模拟方法分别对4种不同上覆土层厚度的双层地基平板载荷试验进行模拟,研究上覆土层厚度对双层地基承载特性的影响及其对应的宏微观特性之间的关联。结果表明：上覆土层厚度对地基宏观力学特性及微观传力机制均有较大的影响;双层地基承载力及变形模量随着上覆土层厚度增加而增大;加载过程中,强力链主要分布在一个对称梯形区域内,且随着上覆土层厚度的增加,梯形区域的斜率增大,应力扩散角减小,受扰动区域变小;加载板正下方可观察到明显的应力集中,随着深度增加,应力集中的强度减小,随着上覆土层厚度的增加,应力集中区域减小。     

路面-电磁双激励下电动轮汽车行驶平顺性分析

为研究电动轮车辆系统在路面-电磁双重激励下的振动特性,明确轮毂电机电磁激励对车辆行驶平顺性的影响规律,建立了基于刚性连接结构的轮毂驱动式电动汽车1/4的2-DOF垂向振动动力学模型;考虑路面激励的随机性以及电磁激励的分段周期性,得到了含随机性和周期性的复杂外激励模型;采用时域分析法,得到复杂外激励下电动轮车辆平顺性评价指标即车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷时间历程图,并分析了电磁激励对电动轮汽车平顺性的作用规律。结果表明：轮毂电机电磁激励对各指标的影响程度依次为车身加速度>轮胎动载荷>悬架动挠度;在加速行驶工况下,速度越快电机激励振动冲击越大,对车辆的行驶平顺性和舒适性越为不利。     

基于12自由度的副车架-电机悬置系统仿真设计及优化

基于传统电机悬置系统6自由度振动分析模型,考虑副车架及其衬套的影响,建立副车架-电机悬置系统12自由度振动分析模型。以某电动车型A搭载的后电机悬置系统为研究对象,采用自主编写的仿真计算程序对该副车架-电机悬置系统的刚体模态频率和能量分布进行了分析,并将计算结果与整车上测试得到的试验结果进行比较。结果表明：所建立的12自由度模型的计算结果与实际情况比较吻合,这也验证了所编写的计算程序的准确性和工程应用价值。     

主余震作用下阻尼比对钢筋混凝土墩柱的抗震性能研究

主震之后往往伴随着大量的余震,余震对结构的影响可能大于主震。文章以钢筋混凝土桥墩为研究对象,利用OpenSees软件建立纤维单元有限元模型,以实际记录的主余震地震波进行主震、主-余震非线性时程分析,对阻尼比分别为0.03、0.05、0.07、0.09、0.11的桥墩进行滞回曲线、最大位移、耗能及残余位移对比。研究结果表明：随阻尼比的增加,墩柱的自由衰减逐渐加快,桥墩在地震过后自由衰减是围绕损伤桥墩静平衡位置发生的,余震引起桥墩的位移需求均大于主震;阻尼比的增大不仅有利于改善桥墩抵抗主震的能力,对于抵抗余震的能力也有一定的提高。然而,主震、主余震作用下墩柱对于剪力的需求基本不变。桥墩滞回曲线的耗能随阻尼比的增加逐渐减小,主余震作用下桥墩的耗能大约为主震的一倍,对于耗能能力差的结构,余震的影响可能更大,余震引起的损伤主要是通过滞回耗能增加了桥墩的损伤。桥墩在主余震作用下残余位移均相差不大,余震不仅可以增加桥墩的残余位移,也可能存在反方向地震力而使桥墩残余位移减小。工程中可以通过增加阻尼器来增强桥墩抵御余震的影响。     

斜拉悬索协作体系桥梁塔-基钢混结合段受力分析

为了解斜拉-悬索协作体系桥梁塔-基钢混结合段受力情况,根据某实际工程,利用ANSYS软件建立塔-基钢混结合段的三维实体有限元模型,分析计算其在最不利荷载工况下的力学特性。结果表明：运营阶段的作用效应组合工况为塔-基钢混结合段受力最不利荷载工况;塔-基钢混结合段的钢箱部分受力呈近承台面应力水平低、近结合段上分界面应力水平高的分布规律,钢箱部分最大Mises应力小于材料屈服强度;主桥塔钢箱内填混凝土在钢混结合段上分界面处及与承台顶面交界面因尺寸突变均出现小范围点状拉应力集中,峰值达8.5 MPa;最大主压应力为16.8 MPa,均小于规范限值。在不考虑极少位置应力集中开裂的情况下,塔-基钢混结合段受力安全。     

基于嵌入式平台的车前红外行人检测方法研究

针对当前目标检测方法普遍需要高功耗GPU计算平台、易受光照条件影响的问题,提出2种基于嵌入式平台的车前红外行人检测方法：将训练好的YOLOv4-tiny模型使用英伟达开源推理加速库TensorRT进行优化,部署于嵌入式平台;以YOLOv4-tiny模型作为算法的基本架构,结合视觉注意力机制和空间金字塔池化思想,同时增加1个YOLO层,提出YOLOv4-tiny+3L+SPP+CBAM网络模型。将2种方法在FLIR数据集上进行训练与测试,并在Jetson TX2嵌入式平台上进行试验,试验结果表明：相较于原始网络YOLOv4-tiny,所提出的第1种方法平均准确率降低0.54%,推理速度提升86.43%（帧速率达26.1帧/s）;提出的第2种方法平均准确率提升16.21%,推理速度降低22.86%（帧速率达10.8帧/s）。2种方法均可兼顾准确率和实时性,能够满足车前红外行人检测的需要。     

中小跨径钢箱-混凝土组合梁闭口与开口截面对比分析

对一种钢箱-混凝土组合梁的受力过程开展理论分析研究,为我国中小跨径钢箱-混凝土组合梁的设计和应用提供参考。对闭口和开口钢箱截面进行对比分析发现,闭口截面相比开口截面,虽增加少量用钢量,但减低了钢梁应力水平,减少了焊缝数量,进而减少了焊接问题的出现,适用于中小跨径钢箱-混凝土组合梁桥的建设。     

桥梁主梁施工方法探讨

以湖南某在建自锚式独塔悬索-斜拉协作体系桥梁为例,根据其工程地质条件,确定主梁施工方案和支架验算方法,利用桥梁通用软件验算桥梁各部位的结构是否满足规范及安全稳定性要求,并对主梁施工流程进行分析,为桥梁施工方法选择提供参考。