桥面铺装层脱空区积水冻胀应力特性分析

为研究冻胀作用导致桥面铺装层的破坏规律,应用有限元软件ABAQUS研究了铺装层内不同长度的脱空区积水结冰后的力学响应特征。结果表明:脱空区的冻胀使得桥面表面产生水平拉应力,且最大值随脱空区长度的增加而先增加后减小,当脱空区长度为16 cm时桥面表面水平拉应力达到最大值为5.36 MPa;脱空区正上方的应力较复杂,随脱空区冻胀尺寸的增大,桥面表面的水平拉应力先增加后减小,而桥面底面(脱空区上部)先出现了拉应力后出现了压应力;铺装层表面的竖向位移随脱空区冻胀尺寸的增大而增大;冻胀使得脱空区的尖端产生应力集中现象,当脱空区长度为8 cm时应力集中最严重,此时的竖向拉应力值达到最大为10.7 MPa,易使层间脱离。     

桥面铺装层脱空区积水冻胀应力特性分析

为研究冻胀作用导致桥面铺装层的破坏规律,应用有限元软件ABAQUS研究了铺装层内不同长度的脱空区积水结冰后的力学响应特征。结果表明:脱空区的冻胀使得桥面表面产生水平拉应力,且最大值随脱空区长度的增加而先增加后减小,当脱空区长度为16 cm时桥面表面水平拉应力达到最大值为5.36 MPa;脱空区正上方的应力较复杂,随脱空区冻胀尺寸的增大,桥面表面的水平拉应力先增加后减小,而桥面底面(脱空区上部)先出现了拉应力后出现了压应力;铺装层表面的竖向位移随脱空区冻胀尺寸的增大而增大;冻胀使得脱空区的尖端产生应力集中现象,当脱空区长度为8 cm时应力集中最严重,此时的竖向拉应力值达到最大为10.7 MPa,易使层间脱离。     

爆炸荷载下岩质边坡动力特性试验及数值分析研究

 采用室内混凝土边坡模型试验方法,结合动力有限元程序模拟技术手段,对爆炸冲击荷载作用下岩质边坡的动力特性进行分析研究。研究结果表明：爆破地震波在边坡坡体上的传播及衰减特性与平地不同,质点振速峰值随爆心距的衰减相对要小得多,垂直与水平质点振速峰值衰减指数分别为0.76和0.42。比较坡顶与坡面测点振速发现,坡顶的垂直与水平质点振速峰值均大于坡面质点振速峰值,表明坡顶质点振速存在放大效应。比较迎爆侧3#测点与背爆侧4#测点的质点振动峰值,垂直和水平方向振速峰值分别降低72.7%和67.6%。由此可见,采用减震沟减震措施可以大大降低爆破振动强度,并能有效改善冲击荷载作用下边坡的应力状态。另外,比较试验与计算结果得出,质点振速及回归方程指数与试验数据均在同一量级上,坡顶质点振速随高程增加而放大,可见数值计算结果能很好反映实际爆破振动规律。     

重载条件下32m梁式桥振动特性试验研究

通过对重载条件下32 m梁桥的动载试验,了解桥梁结构的振动特征,对相关数据进行了分析汇总,据以判断结构在动载作用下的安全工作状况,从而为重载桥梁加固设计积累经验.     

高架轨道系统的振动特性分析

分别建立了高架浮置板、高架减振器轨道系统的有限元模型,通过数值模拟的方法,比较了这两种高架形式的振动特性,结果表明,浮置板轨道相比减振器轨道基频较低,因而减振性能更好,扣件刚度的变化对高架系统的固有频率几乎没有影响,浮置板支座刚度对高架系统的固有频率影响较大。     

高速铁路隧道基底软岩动力累积损伤特性

利用相似材料模拟高速铁路隧道基底软岩,采用荷载控制和非对称正弦波循环加载方式对软岩试件进行动三轴疲劳与损伤检测综合试验。通过试验结果分析,建立了软岩3参数多项式疲劳寿命计算模型和4参数多项式累积损伤参量计算模型,获得了软岩疲劳损伤特性,即:软岩疲劳破坏表现为端部拉-剪复合破坏和中部压-剪复合破坏两种模式;疲劳破坏全过程表现为初始微孔隙压密、裂纹发生与稳定扩展以及损伤裂纹加速发展3个发展阶段;软岩疲劳寿命主要取决于本身强度和动应力水平,强度愈高、动力应力水平愈低,其疲劳寿命就越长;当动应力水平相同时,软岩疲劳寿命与其弹性模量呈线性增长关系。     

软基地段不同轴重列车动荷载作用下基底动力响应差异研究

在重载列车长期反复作用下,隧道基底往往会出现基底脱空等问题,尤其是在软弱围岩地段更为显著,严重时将会对列车隧道结构产生损伤并影响列车的正常运营.文章采用大型通用有限差分元分析软件FLAC3D对软弱围岩基底在不同轴重列车动荷载下的基底动力响应进行了研究,得到了隧道基底位移和隧道基底应力响应规律.     

振动冲击夯非线性模型建立及振动特性分析

1概述振动冲击夯具有结构简单、体积小、重量轻、夯实效果好、操作简便等一系列优点,在世界各国得到了广泛的应用。我国从60年代初开始振动冲击夯的研制工作,但到目前为止,我国年产仅6000多台,这主要是因为我国目前生产的冲击夯质量不过关,寿命太短。表面问题为工作弹簧的寿命问题,实质原因是对振动冲击夯的工作机理缺乏深入的认识,尚没有一套完整正确的冲击夯计算和设计理论。有许多学者在这方面做了大量有益的工作,并取得了一定的进展,但与实际工况有较大距离,没有计入土壤的弹性和阻尼,对冲击夯的工作机理没有得到令人满意的…     

地下管道沉降与脱空高聚物注浆修复数值分析

介绍了采用高聚物注浆修复地下管道沉降与脱空渗漏的方法,通过实际工程应用,说明该非开挖修复技术成本较低、修复方便、能最大限度减少城市交通拥堵等优点。阐述了高聚物注浆管道修复的具体方法和施工步骤。采用ABAQUS软件模拟地下管道沉降高聚物注浆修复过程的受力情况,计算工况分为考虑自重作用及横向地震作用下的静动力分析,两种工况计算结果表明:高聚物注浆之后,管道内最大拉压应力、管道最大竖向位移和水平位移均明显减小,说明高聚物注浆修复后管道更加安全与稳定,高聚物注浆修复地下管道沉降与脱空渗漏起到了很好的效果。     

基于环境振动的高层建筑结构动力特性实测与数值模拟

高层建筑的动力特性是其自身固有的特性,一般是指其自振频率、振型及阻尼比。通过现场测试得到高层建筑的动力特性具有重要意义,既可以验证理论计算,又可以为建筑物的安全性评估及损伤识别积累基本技术资料。本文对某复杂高层建筑结构的动力特性进行了现场测试,并进行了三维有限元数值模拟。通过对实测结果和数值模拟结果进行分析,得出了该结构的自振特性,证明本文数值模拟效果良好,有足够精度。     

复合式基层沥青路面的寿命预估方法

用Shell法、规范法、AASHTO法对设置ATB沥青碎石基层的复合式沥青路面进行了寿命预估,并进行了总结分析,结果表明：应用三种方法预估的复合式基层沥青路面的寿命差别很大,大小排序为Shell法〉规范法〉AASHTO法,推荐采用弯沉、拉应变控制沥青层疲劳开裂、拉应力控制无机结合料的疲劳开裂三种方式预估复合式基层沥青路面的寿命。     

半刚性基层沥青路面疲劳裂缝扩展与寿命预估研究

以疲劳断裂力学理论和材料试验为基础,对半刚性基层沥青路面裂缝的扩展行为进行系统研究,分析了裂缝尖端的应力强度因子变化规律和偏荷载作用下各影响因素对疲劳寿命的影响;结合路面结构初始状态的荷载响应,回归得到了路面的疲劳寿命预估方程。结果表明,路面疲劳主要是由偏荷载作用于横向裂缝导致,疲劳寿命随面层整体模量和轴载增长而递减,随基层模量、路基模量、中面层厚度、基层厚度增长和车速而递增,随下面层厚度的增长先减后增。回归得到的疲劳寿命预估方程考虑的影响因素更加全面,为我国路面结构设计和科研提供了理论支持和补充。     

拱盖法施工导洞相互影响分析及变形控制研究

结合青岛地铁三号线中山公园车站施工实例,以CRD工法为基础,分析了左、中、右导洞以错开10 m的特殊施工形式下,各导洞间的相互影响,通过数值模拟研究了导洞开挖后关键部位的位移变化量,并以此提出了支护方案的改进,从支护后塑性区变化、支护结构的受力情况和关键部位位移变化量证实了支护方案的优越性和正确性。     

重载铁路对隧道结构及基底条件影响研究

通过三维模拟,研究了新黄土地层中重载列车的动应力作用,分析了重载铁路对隧道结构形式及基底地层的影响。建议重载隧道均应设置仰拱,矢跨比1/10～1/12,并与边墙圆弧顺接;适当加大仰拱填充厚度;对新黄土地基作加固处理,处理后地基承载力宜适当高出既有隧道规范规定值。     

地铁循环荷载下隧道下卧土体动力特性研究

随着我国城市地铁交通建设和运营里程的持续增加,列车荷载作用下隧道下卧土体的动力稳定问题备受关注。以粉质黏土地层中单线圆形地铁隧道为工程背景,采用室内模型试验和数值计算方法,分析了地铁循环荷载作用下隧道下卧土体中加速度峰值、沉降变形等的变化规律。结果表明,相较于循环荷载幅值,隧道下卧土体中加速度峰值衰减特性受循环荷载频率影响更为明显。单线圆形隧道周围约2倍直径范围为循环荷载作用影响区域,其中以0.5倍直径范围内影响最为显著。单线圆形隧道下卧土体的动力响应还受隧道埋深、隧道直径等因素影响,隧道埋深越深,隧道直径越大,下卧土体动力响应值越小,对隧道的安全有利。     

Deformation characteristics and safety assessment of a high-speed railway induced by undercutting metro tunnel excavation

Stratum deformation (settlement) is a challenging issue in tunnel engineering, especially when construction of metro tunnels has to undercut high-speed railway. For this purpose, we used the FLAC^3D software to analyze the stratum settlement characteristics of high-speed railway at different crossing angles intersected by metro tunnel, in terms of ground settlement trough, stratum slip line and irregularity of ballastless tracks. According to the evolution of the stratum settlement at different angle regions, an optimized angle is proposed for the actual project design. In order to reduce the influence of stratum settlement on the safety of high-speed railway, an approach of safety assessment is proposed for the shield engineering undercutting high-speed railway, as per Chinese specifications using numerical results and on-site conditions. A case study is conducted for the shield tunnel section crossing the Wuhan – Guangzhou High-speed Railway between the Guangzhou North Railway Station and the Huacheng Road Station, which represents the first metro tunnel project passing below a high-speed railway in China. A series of measures is taken to ensure the safe excavation of the shield tunnel and the operation of the high-speed railway. The results can provide a technical support for performing a safety evaluation between high-speed railways and metro tunnels.     

侧部岩溶隧道围岩与支护结构力学特性分析

岩溶区隧道因受岩溶的影响,其围岩与支护结构力学特性与一般隧道存在较大区别.以忠垫高速公路某岩溶隧道为背景,采用三维快速拉格朗日法,对侧部岩溶隧道施工过程中的围岩位移、应力、塑性区和锚杆轴力及喷混凝土层力学特性进行研究,并将计算结果与现场监测结果进行了比较分析.结果表明,隧道开挖后,围岩分别向溶洞和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形.塑性区主要集中在隧道的周围和溶洞的左右侧部.隧道与溶洞之间的围岩应力集中程度较高.靠近溶洞侧的锚杆轴力及喷混凝土层轴力和弯矩要比其他位置的相应值都要大.     

活塞风作用下超长公路隧道火灾烟气蔓延特性研究

汽车在隧道中行驶时会产生活塞风,有效利用活塞风可降低机械排烟系统的成本和能耗。本文首先进行了理论分析,然后通过计算流体动力学软件对活塞风作用下公路隧道的火灾烟气蔓延特性进行研究。数值模拟探究了不同活塞风速对于隧道中不同火源功率（10、30、50 MW）情况下烟气层运动、温度场和流速场分布的影响。研究结果表明,近期、远期的活塞风速衰减模型在不同火源功率时,烟气层运动、温度场和流速场变化规律基本相同,随着火源功率增大,烟气回流到隧道入口的时间更短,隧道内流速场发生变化的时间越晚。     

斜拉拱桥的动力特性及列车走行性分析

通过建立高速列车与斜拉拱桥的车桥耦合动力分析模型,运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法进行动力特性计算,并对斜拉拱桥在高速列车作用下的车桥动力响应进行了分析,验证了高速列车通过斜拉拱桥时的走行安全性与乘坐舒适性。