青藏铁路列车行驶冻土场地路基振动荷载研究

基于青藏铁路现场振动监测成果检验自编列车-轨道耦合动力学仿真程序的正确性,并研究在实测里程高低不平顺与宽轨缝脉冲性激扰条件下的青藏铁路客车行驶引起冻土场地路基振动的振动荷载特性。研究表明,自编程序仿真结果与青藏铁路现场监测成果吻合良好,程序理论正确结论可信;列车行驶振动荷载随路基阻尼的增大而略微减小,随路基模量、列车行驶速度的增大而增大,随轨缝的增宽而线性增大;振动荷载优势频段主要在移动轴重作用率内,转向架作用率处振动能量最大,轨枕振动对列车行驶振动荷载影响较小;路基的冻融状态、轨缝宽度与列车行驶速度对冻土路基振动荷载影响不能忽略;并定量给出青藏铁路路基振动荷载最大值与列车行驶速度之间的函数关系。此项研究对于列车行驶引起冻土场地环境振动分析与振陷预测具有重要意义,且为轨道交通工程设计和铁路运营安全分析提供可靠的理论依据。     

季节冻土区夏季轨道结构振动反应现场监测

为了研究季节冻土区在无冻土层时列车正常行驶引起的铁路轨道结构振动反应特征与衰减规律,针对哈尔滨-大庆铁路夏季振动反应进行了现场监测.合理定义振动反应加速度特征值,并结合加速度反应时程曲线对钢轨、轨枕、路基和场地振动反应特性取得定量认识,提出用负幂次函数等拟合路基振动反应衰减关系并给出拟合参数;获得列车行驶速度、车辆结构、重载等对钢轨、轨枕、路基的振动反应影响显著,无缝线路列车高速行驶过程中钢轨纵向振动不可忽视且值得深入研究等结论.     

列车作用下青藏铁路路基动力响应试验

目的分析研究多年冻土区青藏铁路在列车动荷载作用下路基的稳定性及振动衰减规律．方法选取青藏铁路北麓河段三个典型试验断面,在春季进行了列车荷载作用下的路基动力响应现场试验,采集路基、边坡、道床3处振动数据,统计计算了青藏铁路客车与货车行驶时路基振动的最大和平均加速度幅值,对实测数据进行了功率谱分析．结果路基上货运和客运列车的竖向最大加速度分别为2．2132m／ss^2和2．0004m／ss^2,对应的平均加速度分别为0．1495m／s^2和0．1143m／ss^2,道床上的振动明显减小．在T28次客运列车的作用下,对于断面Ⅲ,C3测点在振动频率为25Hz、38Hz、46Hz,55Hz出现峰值,能量集中在18～53Hz．边坡C4测点振动能量集中在20—65Hz,C5测点的优势频段为20—80Hz．结论路基上货运列车的振动比客运列车振动大,同一断面竖向衰减速度大于横向,素土路基各方向衰减小于块石路基,下一测点加速度峰值大致减小为相邻上一测点的1／10．     

基于惯性基准法的短波不平顺影响因素研究

针对轨面短波不平顺敏感因素问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道耦合动力学模型,基于惯性基准法原理仿真检测轨面短波高低不平顺,分析轨道结构及其关键参数对轨面短波高低不平顺的影响.分析结果表明,柔性轨道估算不平顺大于无质量轨道,最大幅值差为0.076 mm,轨道结构振动对轨面短波高低不平顺具有一定影响,主要影响波长范围为0.15～0.46 m;扣件系统垂向刚度对短波不平顺的影响较大,幅值变化明显,波长0.15～0.33 m内轨道谱随扣件刚度的增大显著增大;短波不平顺随扣件阻尼、路基支承刚度及路基支承阻尼的增大而减小,主要影响波长范围分别为0.27～0.46、0.15～0.33及0.28～0.40 m;短波不平顺随轨枕间距的增大而略增大.研究成果可为短波不平顺的维护与控制提供理论依据,为列车运营安全提供保障.     

饱和地基上铁路交通引起的地面振动分析

针对饱和地基上列车运行引起的地面振动问题,利用列车-轨道有限元模型计算得到轨道与路基间的相互作用力,经傅立叶变换后作为地面振动计算的激励荷载;在此基础上,结合由薄层法得到的饱和地基动力G reen函数,对饱和地基上列车行驶条件下所产生的地面振动进行了计算分析和振动评价.结果表明:列车车速在一定范围内对振动有较大影响;列车引起的地面振动在近轨道处基本能够满足住宅区振动标准.     

微型桩加固公路路肩数值模拟分析

为研究重型汽车运行过程中引起的振动荷载对路基稳定性的影响,采用有限差计算软件建立了重型汽车运行条件下高级公路路基三维仿真模型,重点对其动力响应及桩的支护效应进行分析.结果表明:随着测点与振源水平距离的增加,测点峰值加速度逐渐减小;与无微型桩加固路堤相比,路肩用微型桩加固后,地表各测点的竖向振动峰值加速度衰减的相对较快;当桩径和桩长一定时,随着桩间距的增大,路基面上各测点的竖向位移也相应增大,且重车荷载激励作用处竖向位移最大;同时,随着测点与振源水平距离的增加,路基表面竖向位移逐渐减小.当桩径4m,桩长3m时,桩身最大动弯矩基本位于桩顶以下2m处,并且达到最大动弯矩后,微型桩桩身动弯矩随埋深的增加而逐渐减小.     

列车加减速引起轨道结构和饱和地基振动

为了研究列车加减速引起的饱和地基振动问题,基于两相介质Biot动力控制方程的简化u-p格式,开发二维饱和土体单元. 通过引入饱和土体黏弹性人工边界,求解移动点荷载作用下的二维饱和地基动力响应,并与半解析解进行对比验证,说明饱和土体单元的正确性和黏弹性人工边界的适用性. 结合E-B梁单元、弹簧-黏壶单元和集中质量单元对轨枕、道砟离散支承的轨道结构及饱和地基进行二维有限单元离散. 将列车荷载简化为平面内的移动轴荷载,通过与列车匀速时对比研究列车加速和减速时饱和地基的孔压、位移响应及离散轨枕、道砟的加速度响应. 结果表明列车减速将增大轨枕、道砟的水平及竖向加速度峰值;列车加速和减速在饱和地基中引起方向相反的土体水平向位移,且减速时土体水平位移峰值更大;列车加速和减速均增大土体竖向位移峰值.     

轨道参数对重载铁路钢轨焊缝区域轮轨动力作用的影响

基于车辆-轨道耦合动力学理论和30t轴重货车-轨道垂向耦合动力学模型,计算了30t轴重货车通过钢轨焊缝不平顺区域时,轨道参数对轮轨作用的影响。结果表明:随着轨下支承刚度和轨下支承阻尼的增大,轮轨作用加剧;随着轨枕间距的增大,轮轨作用将有所减小;随着轨枕质量的增大,轮轨作用将略微增大,轨枕振动将明显降低。     

地震作用引发的高速列车脱轨评价

动力作用下轨道和路基的振动响应问题是解决高速列车在轨运行安全的关键之一.为保证地震时高铁的在轨安全,基于ABAQUS和FORTRAN子程序方法,创建了高铁无砟轨道-路基-地基三维精细化模型,详细分析地震-列车移动荷载特征对轨道结构的影响以及瞬态脱轨标准,探讨高速列车在地震作用下的临界速度和脱轨机理,考虑的脱轨标准包括轨道横向力与垂直力的比率(脱轨系数)和轨道的横向变形量,以此寻求合理的改进将地震的风险降到最低.结果表明:地震与列车移动荷载共同作用时,前者对钢轨的竖向正位移影响显著,而其加速度和频谱则受后者的作用更为突出;与此同时,列车脱轨概率显著增大,钢轨的临界速度为50 m/s(180 km/h),此时钢轨横向位移较大,脱轨系数曲线变化剧烈,严重超出国家安全标准,列车可能失稳,甚至脱轨.     

高速铁路无砟轨道引起的地面振动特性研究

以软土地区高速铁路无砟轨道路基段的地面振动问题为例,通过运用车辆-轨道耦合动力学理论和有限元方法,计算分析了速度为350 km/h的高速列车通过无砟轨道路基段引起的地面竖向振动时域、频域特征及其随距离的衰减规律,并与实测结果进行了对比。研究结果表明:在距离轨道不同位置处,计算与实测得到的地面振动加速度时域峰值的吻合度较好,20 m之前地面振动时域峰值衰减速率较快,而20 m以后其衰减速率开始减缓。通过对比地面振动1/3倍频程计权加速度级发现,计算与实测结果间的主频带振级相差不到5 dB。此外,从地面振动计权加速度级随距离的衰减规律可知:列车速度为350 km/h时的软土区高速铁路无砟轨道路基段周边50 m范围内的地面振动计权加速度级均大于65 dB,对人们正常生活的影响不可忽视。     

非马尔科夫环境下依赖于纯度的纠缠制备

考虑了两个无相互作用的量子比特系统和一个处于零温非马尔科夫库耦合的情况.研究发现,当系统初始处于两体可分离混合态时,非马尔科夫环境可以诱导两量子比特间的纠缠,其值的大小高度依赖于体系所处态的初始纯度.此外,非马尔科夫库诱导的纠缠远大于马尔科夫库诱导的纠缠,并且随着失谐量的增大,诱导纠缠的最大值会大幅度增加.研究表明,在非马尔科夫情况下,可以通过增大系统与非马尔科夫库之间的失谐量制备量子比特间的高度纠缠态,进而完成量子信息处理的任务.     

Cementation of Loose Sand Particles based on Bio-cement

Loose sand particles could be cemented to sandstone by bio-cement(microbial induced magnesium carbonate). The bio-sandstone was firstly prepared, and then the compressive strength and the porosity of the sandstone cemented by microbial induced magnesium carbonate were tested to characterize the cementation effectiveness. In addition, the formed mineral composition and the microstructure of bio-sandstone were analyzed by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM), respectively. The experimental results show that the feasibility of binding loose sand particles using microbial induced magnesium carbonate precipitation is available and the acquired compressive strength of bio-sandstone can be excellent at certain ages. Moreover, the compressive strength and the porosity could be improved with the increase of microbial induced magnesium carbonate content. XRD results indicate that the morphology of magnesium carbonate induced by microbe appears as needles and SEM results show that the cementation of loose sand particles to sandstone mainly relies on the microbial induced formation of magnesium carbonate precipitation around individual particles and at particle-particle contacts.     

表面介质阻挡放电等离子体流场PIV实验研究

为深入理解等离子体气动激励诱导射流形成的物理机制,采用微秒脉冲和正弦交变2种激励电源,在不同压力下进行了等离子体气动激励诱导空气流动的PIV实验研究,获得了表面介质阻挡放电（surface dielectric barrier discharge, SDBD）等离子体气动激励诱导流场。实验结果表明：微秒脉冲激励器放电均匀性优于正弦交变激励器放电;微秒脉冲SDBD诱导流场射流方向与正弦交变SDBD诱导流场射流方向相反,射流从植入电极指向暴露电极;11700Pa压力下微秒脉冲SDBD诱导射流流场具有双向性质,流场结构为∽型,并对SDBD体积力分布进行了分析。     

The nonlinear mechanism for the same responses of neuronal bursting to opposite self-feedback modulations of autapse

In the traditional viewpoint,inhibitory and excitatory effects always induce opposite responses.In the present study,the enhanced bursting activities induced by excitatory autapses,which are consistent with the recent experimental observations,and those induced by inhibitory autapses,which is a paradoxical phenomenon,were simulated using the Chay model.The same bifurcations and different ionic currents for the same responses were acquired with fast-slow variable dissection and current decomposition,respectively.As the inhibitory or excitatory autaptic conductance increased,the ending phase of the burst related to a homoclinic bifurcation of the fast subsystem changed to widen the burst duration to contain more spikes,which was induced by an elevated minimal potential(V_(min)) of spiking of the fast subsystem.Larger inhibitory and excitatory autaptic conductances induced smaller and larger maximal potentials(V_(max)) of spiking,respectively.During the downstroke,a weaker potassium current induced by the smaller V_(max) played a dominant role for the inhibitory autapse,and the stronger potassium current induced by the larger V_(max) became weaker due to the opposite autaptic current of the excitatory autapse,which induced the V_(min) elevated.The results present the nonlinear and biophysical mechanisms of the same responses to opposite effects,which extends nonlinear dynamics knowledge and provides potential modulation measures for the nervous system.     

列车移动荷载在地基中引起的主应力轴旋转

利用移动荷载作用下地基的应力解答,计算列车移动荷载在弹性半空间地基内产生的动应力.根据计算土单元与列车的相对位置,将动应力曲线分为3个阶段,分别对这3个阶段的土单元应力路径和主应力轴旋转进行分析.在每一个循环中,土单元应力路径变化规律和主应力轴旋转规律与单个轮轴荷载引起的主应力轴旋转相似,但轮轴荷载的相互叠加使得应力路径变化和主应力轴旋转都更加复杂.单个轮轴荷载引起的主应力轴旋转一直为顺时针方向,而在一个循环中由列车引起的主应力轴旋转则会发生摆动,尤其是大主应力旋转到z轴附近时.     

余弦高斯光束通过EIT介质的传输特性研究

为了研究余弦高斯光束通过电磁感应透明介质的传输特性,利用衍射积分理论推导出余弦高斯光束通过电磁感应透明介质光强的解析表达式。利用该解析表达式得到了余弦高斯光束通过电磁感应透明介质的光强。计算结果表明,余弦高斯光束的光强可以通过电磁感应透明介质的拉比频率调控。此研究结果提供了一种调控余弦高斯光束光强的新方法和技术。     

金属网架天线罩中金属梁杆的感应电流矩量法分析

用矩量法对金属网架天线罩中金属梁杆的感应电流率进行了理论分析,并利用此方法对导电圆柱体的感应电流率进行了仿真分析,数值仿真结果与经典方法吻合较好。针对常规矩量法在处理规则矩形柱体感应电流率中存在的问题提出了改进模型,结果可较理想地满足工程设计的需要。     

基于MSET的电厂引风机故障预警

为提高电厂引风机故障预警的准确性,提出了一种基于多元状态估计技术(MSET)和偏离度函数法的引风机故障预警方法。通过引风机正常运行状态下的多变量数据,建立了MSET模型,得到了模型运算的最优估计值。利用偏离度函数判断出实际值与最优估计值之间的偏离度,较直观地反映出故障发展过程。应用该方法对华能浙江某热电厂引风机的故障问题进行了验证,结果表明,该方法能够及时发现引风机的异常,实现引风机的故障预警。     

降雨诱发滑坡机制研究

以三峡库区几个典型滑坡为实例,分别研究了降雨诱发滑坡的机制．结果表明,长江三峡地区鸡扒子滑坡是典型的暴雨诱发滑坡,新滩滑坡（姜家坡滑坡）是典型的久雨诱发滑坡     

YBa2Cu3O7-δ薄膜的最佳厚度研究

在H．Lengfellner等人推导的激光感生电压公式以及笔者推导出的YBa2Cu3O7—δ浮膜激光。感生电压信号随时间变化公式的基础上，进一步导出产生最大激光感生电压所需的薄膜最佳厚度的方程式，该方程给出了影响器件响应设计的主要因素，根据该方程式得到的薄膜最佳厚度的理论计算值与实验值基本一致。