铁路客运专线与公路并行区段柔性防护预留变形空间的研究

为保证高速列车的行车安全,必须建立防止异物入侵的安全防范体系。在铁路客运专线与公路并行区段采用柔性防护时,必须预留一定的变形空间,以保证受到异物冲击后的柔性防护网不侵入铁路建筑限界。通过有限元仿真计算和现场性能试验,准确把握柔性防护网在规定的冲击能量作用下的最大变形数据。仿真和试验结果表明:柔性防护网的最大变形量随着冲击能量的增大而增大,最大变形距离达1.8 m以上。建议设置在铁路客运专线与公路并行区段之间的柔性防护网,其垂直冲击能量设计标准取为:一般区段9.3×104J,加强区段1.7×105J;且柔性防护网预留变形空间的宽度以不小于2.0 m为宜。     

边坡滑动面三维空间有限元分析

提出了一种用三维潜在滑移面法分析三维边坡滑动面及稳定性的新方法,该方法根据弹塑性有限元的应力分析结果,用数值积分方法确定边坡的潜在滑移面、最危险潜在滑移面和边坡稳定性安全系数,具有充分的理论依据。通过对大量三维边坡实例的稳定性安全系数及最危险滑动面的分析得出,三维边坡按平面边坡处理会引起较大的分析误差,三维边坡应该按三维问题进行分析。     

盾构静-动态泥浆渗滤成膜及支护效率控制方法

近年来,泥水盾构在越江跨海隧道中被广泛应用,隧道开挖面“泥浆-土水”相互平衡作用是工程安全的关键。盾构泥浆能否成膜、动态掘进泥膜是否存在、动态泥膜如何发挥支护作用等问题受到广泛关注,理清这些问题是保障开挖面稳定的基础。对此,基于多相流理论提出了泥浆“渗滤-成膜-生长”瞬态力学模型,探明了泥浆的流体特性和地层的水力传导性质的时空变化规律,揭示了盾构停机静态成膜和掘进动态成膜机制,并通过静、动态成膜2个实例计算验证了理论方法的适用性。研究结果表明：盾构静态停机状态下通常为全断面泥膜,泥浆以面力形式进行支护,盾构掘进时表现为动态局部泥膜,泥浆压力可较长距离前向传递,以渗透力的形式发挥作用;盾构掘进时开挖面泥膜分布为多辐扇形的局部泥膜,可分为泥膜渐变区和无泥膜区,无泥膜区域靠近先行刀臂,随着刀盘转速的增加,泥膜的厚度和泥膜面积逐渐减小;实际工程中,可以从泥浆材料和掘进参数两方面提升泥浆的支护作用,一方面根据地层-泥浆粒径比和泥浆黏度双控指标进行泥浆配置,另一方面宜降低盾构刀盘转速,同时适当增加掘进速度,充分发挥局部泥膜的支护作用,提高泥浆的支护效率和开挖面的稳定性。研究成果对泥水盾构施工安全有一定的指导意义。     

高速路网不停车收费车道优化布设方法

合理设置高速公路收费站ETC (Electronic Toll Collection)车道数量,对高速公路通行效率至关重要。针对目前路网中ETC与MTC (Manual Toll Collection)车辆混行的情况,考虑ETC的普及率,结合多用户路网均衡模型和排队论方法,建立基于双层规划模型的高速路网ETC车道优化布设方法。上层模型以车辆总通行时间最小为目标,优化设置进出收费站的ETC车道数量;下层模型为多用户路网均衡模型,反映ETC和MTC车辆的路径和收费车道选择行为。下层模型通过设计收费站的等价拓扑结构,表征收费站的车道使用规则及车辆的收费车道选择行为,并采用排队论方法估计ETC和MTC车道的收费排队时间。根据模型的特点设计了基于主动集的启发式算法,利用参数二进制与拉格朗日函数法确定迭代下降方向,解决了下降方向与步长难以计算的问题;通过内嵌优化函数的方式,保证在主动集转化过程中上层约束均不会失效,且避免了迭代过程中的模型解退化问题。基于上海市绕城高速进行实证分析,结果表明：随着ETC普及率的提升,收费排队时长按照负指数趋势下降;与按比例布设ETC车道的方法相比,所提方法最高可降低57.4%的收费排队时间,且该方法可以避免ETC车道布设过多对于MTC车道通行能力挤压造成的负面效果。研究成果可以有效指导高速路网ETC车道的布设,提高路网通行效率。     

Fault diagnosis of marine diesel engine intake and exhaust system based on dynamic feature fusion北大核心CSCD

[目的]船舶系统由多设备的复杂机构组成,各组件参数具有动态性和非线性的特点,所以故障诊断过程复杂。为提高诊断效率,提出一种动态特征融合方法。[方法]利用分形理论、动态理论及核主元分析(KPCA)法对系统状态数据进行重构、映射及筛选,得到主元特征数据矩阵,求得平方预测误差(SPE)及相应的控制限,构建出基于船舶柴油机进排气系统健康数据的离线监测模型,利用该模型对系统进行故障诊断分析。为验证模型的有效性,选取某船舶柴油机进排气系统的故障数据进行验证分析。[结果]结果表明,动态特征融合分析方法可有效实现对系统动态非线性状态数据的精确分析,实现对系统故障的高效分析和诊断。与KPCA及支持向量机(SVM)方法相比,所提方法具有更好的故障诊断性能。[结论]该方法可实现船舶柴油机进排气系统故障的检测和诊断,提升系统运行的可靠性和安全性。     

信号交叉口行人二次过街下右转车通行能力与延误估计模型

在充分分析典型四相位交叉口行人二次过街设置前、后的行人流与右转车流冲突的前提下,以行人过街时间占有率和行人群到达分布作为分析指标,利用可插车间隙理论得出行人单向通行和双向通行条件下的右转车通行能力计算公式;根据行人流随机消散和集中消散的不同特征,应用随机分布理论推导出右转车穿越行人流的延误模型;并通过算例对比分析行人二次过街设置前、后右转车通行能力和延误的变化值。结果表明,除了在少数行人流量比较大的情况下,行人二次过街的设置会小幅度减少右转车的延误;在其他大多数情况下,行人二次过街设置后,右转车的通行能力将受到限制,延误增大,其中,平均通行能力降低了16.68%,平均延误时间增大了21%,所以,当右转车交通需求较大时,需同时考虑行人和右转车的交通运行状态,优化设计是否采用行人二次过街,避免右转车超出极限忍耐时间而增大与行人冲突的概率。     

相似理论下的桨-轴系统振动特性分析

为更好地了解桨-轴系统的振动特性,以某桨-轴系统为研究对象,基于ANSYS Workbench平台下多个模块建立仿真分析,对缩尺模型下的桨-轴系统计入水压力和离心力的振动进行研究。桨-轴系统振动相似性的研究采用原尺寸模型与缩尺模型,分别求解其固有频率、振型及幅频曲线进行相似性验证。将验证的缩尺模型进行考虑水压力与离心力的振动特性研究。水压力利用Fluent模块对螺旋桨进行敞水计算。将计算结果采用单向流固耦合的方法进行加载。离心力模拟以设置不同的旋转速度实现。谐响应分析采用模态叠加法进行计算。研究表明,缩尺模型在固有频率、振型及幅频曲线上的结果与原模型计算结果基本一致。计入水压力与离心力的桨-轴系统固有频率会有所降低。水压力对桨-轴系统的纵向固有频率影响较大。离心力对桨-轴系统的固有频率影响不明显。     

广义梯度理论中交通文化梯度的解释结构模型研究

为了对交通文化进行深入研究,作者简要介绍了广义梯度理论的主要思想及其对梯度理论的发展,并以交通文化梯度的含义和内在关系为研究对象,在广义梯度理论的指导下,找出了26个交通文化梯度因素,确定了系统各要素之间的相互关系和层级递阶结构.采用系统工程的方法,利用结构方程对交通梯度进行系统和全面的分析与研究,最终得到一个基于广义梯度理论的交通文化梯度解释结构模型.得到的模型不仅可以清楚刻画交通文化梯度各要素之间的层级关系,而且为设计交通文化梯度评价指标打下了基础.     

滑坡治理方案优化的模糊熵权综合法及其应用

针对滑坡治理方案优化选择的复杂性及不确定性,充分考虑地质资料、施工条件、工程经济及环境影响等综合因素,构造多目标多层次优选模型。该模型首先根据模糊优选理论生成判断矩阵,后用熵权决策法确定优选方案。根据此方法并结合VB编制的基于熵权的多方案优化选择程序,能够方便地对各方案作出综合评价。通过对康家咀滑坡治理方案的优化分析,证明基于模糊优选理论和熵权决策法的滑坡治理方案优选,具有简便、定量、严密的特点和较强的识别评判能力。该方法对其他综合评价工作具有一定的借鉴意义。     

排水沥青混合料比表面积的分形研究

对集料的粒径分布、级配、集料总体积、空隙率、表面积等做出相关分析,给定了集料各特征值的具体求法,建立体积分维DV和表面积分维DS之间的关系,并根据级配曲线的走向,按不同分段方式进行比表面积计算对比。结果表明:不同的分段方式对于排水沥青混合料的比表面积确定有很大的影响,在进行比表面积计算时,应按各筛级进行逐级分段计算。