倒装型沥青路面温度场时空分布规律分析

倒装型基层是福建省常用的沥青路面结构型式,其沥青层厚度达26 cm.而沥青材料性质对温度敏感,进行温度场分析很有必要.通过有限元仿真分析,对福建省夏季高温时典型日照下倒装沥青路面结构内的温度场进行计算,得到内部各层温度的时空分布,并经过经验公式和相关资料的实际监测验证.结果表明,有限元分析可以作为沥青路面结构设计和沥青...     

中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统动力性能试验

为探究中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的振动特性,对其在上海临港中低速磁浮试验基地开展了现场动力学试验,研究了车速和桥梁结构形式对耦合系统动力响应的影响;试验车辆采用(悬挂)中置式悬浮架,试验桥梁为25 m混凝土简支梁和25 m钢结构简支梁;为明确2种桥梁的固有振动特性,对其进行了模态测试;提取了不同工况下车辆-桥梁耦合系统的加速度及桥梁的垂向动位移信号;计算了垂向和横向Sperling指标、动力系数、梁端转角等车辆-桥梁耦合系统关键动力指标,详细分析了耦合系统的动态响应特性,评估了系统的振动水平。研究结果表明：混凝土梁和钢梁的垂向一阶固有频率分别为7.32、7.72 Hz,2种桥梁的各项关键动力指标均满足相关标准要求;混凝土梁和钢梁的最大加速度分别不超过0.2、1.4 m·s^-2;当车速为5 km·h^-1时,钢梁的垂向动力响应幅值约为混凝土梁的7.6倍;在测试的速度范围内,车辆的横向Sperling指标均小于2.5,表明车辆在混凝土梁和钢梁上运行时均具有优秀的横向平稳性;车辆空气弹簧悬挂系统的垂向固有频率峰值在车速为25 km·h^-1时达到最大,通过混凝土梁和钢梁的垂向Sperling指标分别达到2.687、3.340。测试结果可为中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的优化设计和数值模型验证等提供有价值的参考。     

旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基的现场试验

依托含易液化粉土夹层软基加固实体工程,采用现场试验的方法研究了旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基的适用性和加固效果;通过钻孔取芯和静载试验测量分析了旋喷搅拌桩在含易液化粉土夹层软基中的成桩质量和桩芯强度;监测了路堤荷载下旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基典型断面的施工期间及工后的地表沉降、深层水平位移、桩体荷载分担比、桩土应力比和超静孔隙水压力等数据,分析了旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基的实际加固效果和工程受力特性。研究结果表明：旋喷搅拌桩在含易液化粉土夹层软基中可完整成桩,桩芯28 d无侧限抗压强度可达2.5 MPa,相对于常规搅拌桩强度提升了约一倍;在路堤荷载下,旋喷搅拌桩能有效地减小地基沉降和坡脚深层水平位移,并提高路堤的稳定性;旋喷搅拌桩加固地基桩土差异沉降较小,桩土应力比介于5~10,桩体荷载分担比小于50%,具有复合地基特性,复合地基分为柔性桩复合地基和刚性桩复合地基,两者设计方法差异很大,本文研究的旋喷搅拌桩建议按照柔性桩复合地基设计。可见,旋喷搅拌桩加固含易液化粉土夹层软基效果良好,可适用于实际工程。     

基于GEKO湍流模型的JBC流场数值模拟

  目的  两方程模型是RANS工程计算中常用的湍流模型,其中SST k-ω湍流模型具有良好的壁面距离自适应性和逆压梯度流预报能力。然而,湍流模型构造过程中引入的经验性参数使得湍流模型不具普适性, 为此,研究采用引入流动控制参数的方法提高湍流模型对船舶流场的适用性。  方法  在经典SST k-ω湍流模型的基础上,GEKO（Generalized k-ω）湍流模型通过引入流动分离参数C_S和旋转修正参数C_RC分别控制流动分离强度和流动旋转效应,以提高湍流模型对各类流动的适应性。针对JBC船型,采用SURF程序对其流场进行数值模拟并与试验结果进行对比,以考察不同设置下新参数对船体阻力、伴流场和压力分布的影响。  结果  计算结果表明,与经典SST k-ω湍流模型相比,GEKO湍流模型中C_S和C_RC的设置会影响到JBC船型的阻力预报及伴流场预报。  结论  湍流模型的参数化修正具有提高湍流模型适应性和精确度的潜力,对湍流模型工程应用改进具有参考价值。     

稳定分层流数值模拟方法及圆球绕流特征研究

  目的  旨在研究分层流中潜艇加减速对尾迹特征特性的影响规律,为潜艇尾迹隐身提供理论依据。  方法  应用CFD技术,首先验证该技术模拟潜艇运动对自由面兴波的准确性,再基于自由面兴波与其辐聚辐散场、内波速度场进行分析,对实尺度潜艇进行加减速航行模拟。通过对自由面速度场求散度,深入研究潜艇加、减速对自由面及跃层的影响。  结果  研究表明：潜艇进行非定常运动时,尾流场横波、散波分布规律较匀速运动截然不同,其兴波夹角增减约10%~25%,且兴波峰值位置明显前置与后置,结合波高及速度散度场得到潜艇加、减速造成自由表面辐聚辐散效应的差异。  结论  当潜深和分层模式等相同,潜艇减速时,可降低尾流场扰动、兴波高度及其粗糙度,加速状态可显著增加潜艇近场扰动与被探测概率。     

漂卵石隧道支护体系受力变形特性

针对川藏线拉萨—林芝段娘盖村隧道开挖与支护施工难、拱部塌落灾害频发等工程技术难题,提出了“三台阶互补循环式开挖+型钢钢架+喷射混凝土+双层密钢网+多组锁脚锚杆(管)+衬砌壁后注浆”的开挖支护组合体系,选取漂卵石隧道2组典型断面开展支护体系受力与变形实测研究,分析了围岩荷载作用特征、支护体系受力特性以及洞内外变形规律,揭示漂卵石隧道新型支护体系承载作用机制,总结提出了相应的防控新原则。分析结果表明：围岩压力以拱部松动塌落荷载为主且沿洞周分布不均,初期支护与二次衬砌平均荷载分担比例分别为67.65%和32.35%;锁脚锚杆受力拉压兼具,优化后最大拉、压力分别减小了45.9%和20.0%;二次衬砌受力总体较小,具有足够的结构安全储备;洞身段拱顶下沉不超过15 mm,水平收敛为8~9 mm;洞口段变形不对称且受浅埋偏压和降雨条件影响显著,拱部最大下沉达52.4 mm,上、下台阶水平收敛分别为11.4和15.6 mm,在类似不利条件下应尽早施作仰拱和二次衬砌以保证施工安全;漂卵石隧道支护体系设计遵循“少扰动、强拱脚、防超挖、密钢网、勤注浆”的防控原则,能够及时控制拱部松动区扩展,调动深层围岩的自承载能力,从而达到改善支护结构受力性能和有效避免拱部塌落灾害发生的目的。     

面向智能网联车辆碰撞风险规避的互动速度障碍算法

针对多智能车辆协同驾驶中的动态避碰问题,构建了一种面向智能网联车辆碰撞风险检测与协同避碰路径规划的互动速度障碍算法;基于人工势场理论构建了车辆碰撞风险势场,量化了车辆碰撞风险强度与碰撞风险区域;基于车辆驾驶行为交互作用构建了互动速度障碍算法,确定了冲突车辆碰撞风险的协同规避条件与规则;基于车辆动力学约束构建了动态窗口法,确定了碰撞风险规避可行速度解集;基于模型预测控制原理,应用最优化理论构建了车辆碰撞风险规避路径规划模型;通过构建智能网联环境下单冲突车辆、多冲突车辆、瓶颈区冲突车流避碰仿真场景,测试了提出的碰撞风险规避算法的有效性,并与其他避碰算法进行了控制效果对比。研究结果表明：相较于其他对比算法,互动速度障碍算法控制下的安全性能提升了8.6%以上,效率性能提升了9.6%以上,说明提出的互动速度障碍算法通过协同冲突车辆的避碰行为可有效降低冲突车辆避碰速度与轨迹波动,可有效规避非线性速度与轨迹冲突车辆间的碰撞冲突,并可避免瓶颈区多车辆碰撞事故与明显车流波动;在瓶颈区大范围车辆冲突中,相较于其他避碰算法,提出的避碰算法可使车辆的通行效率提升10.42%,使车辆的碰撞风险降低47.32%。由此可见,该算法在协同大规模冲突车辆的避碰行为、降低车辆碰撞风险与运行延误上具有良好性能。     

基于全尺寸台架试验的中低速磁浮列车悬浮架强度评估

为评估某中低速磁浮列车悬浮架构架是否满足强度要求,利用自主研发的全尺寸中低速磁浮强度试验台对该悬浮架构架开展了静强度与疲劳强度试验,基于有限元和多体动力学仿真结果,确定了悬浮架构架的应力集中部位与承载特性;据此,在悬浮架构架上合理布置了系列测点,测量了车辆在超常载荷、模拟主要运营载荷和模拟特殊运营载荷3类工况下悬浮架构架的应变响应信号,根据悬浮架构架不同部位的材料特性,通过转换计算评估了悬浮架构架的应力水平。研究结果表明：在静强度试验中,悬浮架构架的较大应力点主要分布于托臂拐角、支撑轮安装座与防侧滚梁连接处、停放制动滑橇安装座等处,而在疲劳强度试验中的薄弱点主要为纵梁与托臂连接的焊缝处;相比于列车的常规运行工况,在悬浮失效、超载落车制动等特殊运行条件下,悬浮架构架的静强度和疲劳强度的应力幅值分别增加了1.06和4.77倍;所有测试工况下悬浮架构架受到的最大拉应力、最大压应力分别为67.22、-20.30 MPa,且最小安全系数为1.71,说明悬浮架构架满足结构强度要求;所有测试数据结果均在各自材料的Goodman-Smith疲劳极限图包络线内,说明悬浮架构架满足疲劳强度要求;经渗透探伤查验,悬浮架构架的任何位置上均未发现裂纹,验证了悬浮架构架疲劳强度评估结果的可靠性。     

增湿条件下膨胀土隧道近距离下穿既有地铁车站施工力学分析

为确保膨胀土地层渗水后,矿山法隧道近距离下穿既有地铁车站施工过程隧道及车站的安全,以合肥地铁5号线下穿既有车站隧道工程为依托,采用PLAXIS 3D岩土有限元软件精细化模拟整个施工过程,计算分析隧道、地层及既有车站结构的响应规律.研究结果表明:隧道下穿车站结构时经历的应力场较低;引起的地层变形主要表现为底部隆起和掌子面...     

A practice-ready relocation model for free-floating carsharing systems with electric vehicles – Mesoscopic approach and field trial results

This paper introduces a relocation model for free-floating Carsharing (FFCS) systems with conventional and electric vehicles (EVs). In case of imbalances caused by one-way trips, the approach recommends profit maximizing vehicle relocations. Unlike existing approaches, two types of relocations are distinguished: inter zone relocations moving vehicles between defined macroscopic zones of the operating area and intra zone relocations moving vehicles within such zones. Relocations are combined with the unplugging and recharging of EVs and the refueling of conventional vehicles. In addition, remaining pure service trips are suggested. A historical data analysis and zone categorization module enables the calculation of target vehicle distributions. Unlike existing approaches, macroscopic optimization steps are supplemented by microscopic rule-based steps. This enables relocation recommendations on the individual vehicle level with the exact GPS coordinates of the relocation end positions. The approach is practice-ready with low computational times even for large-scale scenarios.To assess the impact of relocations on the system’s operation, the model is applied to a FFCS system in Munich, Germany within three real world field tests. Test three shows the highest degree of automation and represents the final version of the model. Its evaluation shows very promising results. Most importantly, the profit is increased by 5.8% and the sales per vehicle by up to 10%. The mean idle time per trip end is decreased by 4%.