列车振动荷载下铁路粉土路基的长期沉降

结合路基粉土在循环荷载下的动力特性试验,提出动回弹模量与累积变形的预估模型.通过动力有限元分析并与现场实测相比较,研究在列车荷载作用下铁路粉土路基的动应力响应.建立列车在运行条件下铁路粉土路基长期沉降的计算方法,探讨列车速度、轴重、轴载次数以及道床、路基参数等对路基长期沉降的影响.研究表明:当线路平顺性较差且路基压实系数不高时,铁路粉土路基的长期沉降随列车速度提高线性增大,随轴载次数增加先快后慢增长,且列车轴重越大或路基压实系数越低,沉降速率越快;当粉土路基压实系数较低时,适当增加道床厚度或提高路基压实系数均能显著减小路基长期沉降;在列车动载下铁路粉土路基的长期沉降存在一个"临界影响深度",路基压实系数越低,影响深度越大.     

上海快速道路网智能诱导系统的设计与实现

从上海城市快速道路网交通管理的需求分析入手,介绍“区域控制、广域诱导”的网络交通二阶协调管理策略,构建应用系统的分层结构模型。通过研究快速道路网交通特性确定管理子区划分、检测断面布设、多级诱导设置等系统设计原则和关键参数。成果集成应用于上海快速道路智能交通诱导系统的设计和实施中。该系统运行后在保持流量不变的情况下,路网服务水平提高了15％。     

沥青四组分与不同加载模式下橡胶沥青零剪切黏度相关性

采用Cross、Carreau流动模型及Matlab、Origin计算软件对8种不同基质沥青加工而成的橡胶沥青零剪切黏度（Zero shear-rate viscosity,ZSV）进行拟合,以灰色关联理论方法分析沥青四组分与橡胶沥青ZSV的相关性,并讨论不同加载模式下橡胶沥青ZSV的变异性,研究影响橡胶沥青ZSV的敏感因素。结果表明：Cross模型对橡胶沥青样本数据的拟合程度较Carreau模型高;静态加载模式和动态加载模式下所拟合的橡胶沥青ZSV存在差异,重复蠕变试验蠕变阶段拟合结果和恢复阶段拟合结果处于同一数量级内,Brookfield黏度计测定拟合的橡胶沥青ZSV随着试验温度增加而减小;沥青四组分与橡胶沥青频率扫描试验、重复蠕变试验和不同温度橡胶沥青旋转剪切黏度关联结果一致,即芳香分对橡胶沥青ZSV敏感性最强。     

橡胶沥青性能测试技术的应用

本文通过调查研究国内外评价橡胶沥青的常规技术指标体系,室内采用8种不同基质沥青制备橡胶沥青,基于国内外规范中的针入度、锥入度、延度、软化点、弹性恢复、回弹恢复、Brookfield旋转黏度及剪切流变（DSR）试验等对橡胶沥青性能进行了评价,重点分析基质沥青四组分与各检测指标之间的相关性。研究表明：橡胶粉的溶胀作用不充分会导致针入度和延度的试验结果误差较大,针入度和延度指标评价橡胶沥青缺乏科学性;小锥小皿试验数据稳定性较强,能够有效评价橡胶沥青抗剪切流变性能;回弹恢复能够有效评价橡胶沥青在较小变形范围内的弹性恢复能力;橡胶沥青线弹性范围确定为20%~30%;基于DSR试验进行的应变扫描试验、温度扫描试验、频率扫描试验和滞回环试验等够显著区分橡胶粉与基质沥青的配伍性,由重复蠕变试验测得的零剪切黏度（ZSV）能够合理评价橡胶沥青高温性能;采用多变量回归分析和灰色关联分别评价基质沥青四组分与各项性能指标间的相关性,其中沥青质和饱和分关联程度较高; 60℃车辙因子与基质沥青四组分的相关系数达0.900,60℃复数弹性模量和ZSV与基质沥青四组分的相关系数高达0.9999和1.0。     

毗邻隧道上游污染物对下游影响的研究

针对隧道群中毗邻隧道间的相互影响进行模型实验及数值模拟研究。模型实验基于相似化、自模化理论通过对模型隧道内壁面加糙的方法,建立了几何比尺为1∶40的公路隧道模型,模拟值与实验值基本吻合,最大相差仅8%,验证了模拟值的可信性。并提出了减少毗邻隧道污风混入率的小范围错开理论,结果显示:对于相距13 m、50 m的毗邻隧道,上下游仅错开4 m,污风混入率便可由96.23%,80.44%减少到61.64%,44.64%,这对于减少上下游隧道间的通风窜流是十分有效的。数值模拟结果显示:当隧道距离大于400 m,上游隧道射流风速小于2 m/s时,毗邻隧道二次污染百分比小于5%。因此提出以400 m作为隧道群中毗邻隧道和连续隧道的划分依据。微风天气下(3.4 m/s),上下游隧道间距大于30 m,可以不考虑上游隧道出口污染空气对下游隧道的影响。     

软弱破碎岩体中锚杆抗拔受力机理及试验研究

为深入了解锚杆的锚固机理及其在软弱破碎围岩中的加固效果,开展了一系列针对不同材质、不同锚固刻距的锚杆抗拔力试验。通过对试验结果的分析和研究,得出了如下结论:在软弱破碎围岩中,锚杆的失效主要是灌浆体与岩土体之间的剪切破坏所致;当外荷载较小时,锚杆、灌浆体和岩土体协同受力,但当荷载增大到一定程度后,锚固体与岩体之间就会进入剪切屈服状态,并在达到峰值强度后破坏;锚杆体的线性刚度值越大,对应的抗拔力也就越大;在模型试验中,合理选择锚杆的线性刚度和间距对于准确模拟锚杆的锚固效果至关重要。     

隧道近区爆破振动动应变测试及其应用

隧道爆破振动动应变测试可以直接反映岩体或支护结构的应力状况,明确爆破冲击对隧道围岩及支护结构的扰动情况,对隧道近区爆破有重要意义。以京张高铁八达岭长城站项目为依托,通过对测试系统的减振保护和连接加固来改进现场爆破动应变测试环境,较准确地测出现场隧道初期支护的爆破振动动应变,给出隧道爆破动应变在隧道迎爆侧及背爆侧、隧道环向及纵向的分布规律。结合爆破振速监测,研究爆破动应变与振速的相关性,提出一种在建隧道结构允许振动速度标准的确定方法,该方法基于现场实测得到爆破动应变与振速的相关性及隧道结构允许动应变来计算确定。研究表明:隧道初期支护现场爆破振动动应变测试是可行和可靠的;隧道初期支护迎爆侧的动应变比背爆侧大,沿隧道环向的动应变比沿隧道纵向大,隧道交叉口区域的纵向动应变显著增大;爆破振动速度与动应变存在较好的正线性相关性,即动应变越大,振动速度越高;该方法能确定在建隧道结构的允许振动速度,并为在建隧道的爆破振动保护提供参考。     

基于多岛遗传算法的橡胶浮置板弹性的优化

为研究橡胶弹性对橡胶浮置板轨道减振效果的影响,通过多岛遗传算法耦合Abaqus的自编程序,以《浮置板轨道技术规范(CJJ\T191-2012)》为依据,优化分析橡胶浮置板轨道的减振效果(优化变量为橡胶弹性),得出(1)橡胶浮置板轨道的橡胶弹性和减振效果指标不存在线性关系(即减小橡胶弹性,并不一定能得到最好的减振效果)。对于实际工程问题,建议通过优化方法,进行全局优化分析。(2)对于给出的橡胶弹性变化范围,当橡胶弹性模量取6.44×108N/m2时,橡胶浮置板轨道能够得到最好的减振效果。和现有某种橡胶浮置板轨道减振效果相比,优化后的橡胶浮置板轨道减振效果提升2.7 d B。     

长期竖向循环荷载作用下黄土中单桩沉降特性模型试验研究

长期竖向循环荷载作用下单桩的沉降特性与静载情况下明显不同,通过黄土及饱和黄土中单桩的竖向循环荷载试验,分析了循环荷载作用下单桩的累积位移发展模式,研究了桩顶位移s及循环位移幅值c?随循环次数N的变化规律。试验发现:黄土饱和后单桩的承载力明显下降;饱和前后单桩循环荷载试验的s–N曲线都可采用幂函数进行描述;相同荷载大小时,饱和前单桩的循环荷载位移小于静载位移,循环位移比(循环荷载位移与静载位移的比值)介于0.6与0.8之间,而饱和后单桩的循环荷载位移明显大于静载位移,且循环位移比随循环荷载比线性增长;饱和前单桩的循环位移幅值明显大于饱和后的位移幅值,主要受循环荷载幅值及桩周土性质的影响。     

漏表面波IMF1能量识别无砟轨道脱空适用性研究

为了研究漏表面波法对高铁无砟轨道层间脱空检测的适用性,建立脱空特征指标,通过含层间脱空的板式无砟轨道实尺模型进行试验,建立空气-无砟轨道耦合有限元模型,分析不同工况下的冲击响应声场分布特征;进一步对漏表面波信号进行希尔伯特-黄变换,保留高频特征信号至第1阶本征模函数(intrinsic mode function,简称IMF₁),分解低频干扰信号至高阶本征模函数,提出以IMF₁能量为特征指标的层间脱空判识方法。研究结果表明：随着脱空长度和脱空至荷载冲击点距离的增大,漏表面波IMF₁能量分布呈现正相关变化趋势;IMF₁能量对CRTSII型板式无砟轨道板中CA砂浆层脱空0.2～0.5 m较为敏感,基于漏表面波的CA砂浆层脱空检测具备一定理论可行性。