基于SIMULINK的高填方加筋路堤地震反应分析

为研究高填方加筋路堤的地震反应,将其简化为一个多质点体系,考虑加筋对路堤抗侧刚度的影响及筋材与土体间的摩擦力,推导水平地震作用下加筋路堤的动力方程,然后,将动力方程所代表的动力学系统用状态空间法予以描述,根据其状态方程在SIMULINK环境下建立仿真分析模型,从而求解动力方程,获得高填方加筋路堤的地震反应结果。并将此仿真模型运用于分析某一铁路路基加筋土挡墙的地震反应,分析结果与FLAC2D计算值进行对比。研究结果表明:该方法简单实用,求解精度较高,模型中的力学参数可以通过常规土工试验获得,可应用于实际工程地震反应预测;加筋对水平地震作用下堤顶加速度放大作用有明显的抑制效果;加筋后路堤水平地震位移明显减小。     

路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响

以经典车辆-轨道耦合动力学为基础,推导了考虑重力的板式轨道相关结构振动方程,结合多刚体的车辆系统动力学模型,建立了考虑重力的车辆-板式轨道垂向耦合分析模型,提出了通过路基反力变化模拟路基不均匀沉降的具体方法,并对模型和方法进行了必要的验证.利用该模型研究了行车速度及路基不均匀沉降(包括路基不均匀沉降幅值、路基不均匀沉降波长等)对系统动力响应的影响.研究表明:随着行车速度和路基不均匀沉降幅值的增加,系统响应均相应增加,路基不均匀沉降对车辆运行影响的控制性指标应以舒适性指标为主、安全性指标为辅;随着路基不均匀沉降波长的增加,系统动力响应存在一个先增加后减小的过程,路基不均匀沉降的敏感波长与混凝土底座的长度有关.     

不同填料填筑高速铁路隧——涵—隧过渡段路基的动力特性分析

基于D'Alembert原理的能量弱变分和整体Lagrange格式,建立了隧—涵—隧过渡段半空间垂向耦合的动力计算模型.通过现场实测结果和数值分析的对比证明了该计算模型具有较好的精确性和适用性,并利用该模型分析计算出不同填料填筑过渡段路基后在移动列车荷载作用下的动态响应特征.分析结果表明:竖向动位移随过渡段纵向呈"W"或"M"形状,起伏很大,动位移、动速度、动加速度衰减速度随深度的增加而增大,不利于行车的平顺性;但A、B组填料,级配碎石和级配碎石+5%水泥均能满足高速铁路动力响应要求;采用A、B填料作为路堤本体的填筑材料是可行的,但采用级配碎石或级配碎石+5%水泥填筑隧—涵—隧过渡段路堤本体层更加合理.     

路基宽度对多年冻土区站场路基温度场的影响

青藏铁路路基的热稳定性受到气温升高的影响.站场路堤比普通路堤宽度大,受气温升高影响更大.以清水河站场试验点为工程背景,对站场和普通路基3个冻融周期的现场测试温度进行分析比较.参照前人对气温预测计算公式,作为青藏铁路站场路基进行热分析的边界条件,运用数值计算方法近似求解计算站场路基20 a后的热状况,同时与普通宽度的路基作比较.结果表明,站场路堤的多年冻土的人为上限比普通路堤高,最大融深比普通路堤大,说明路基的宽度是加速冻土破坏的一个重要影响因素.     

轨道-路基体系一致动力相似设计方法与动力试验

在室内动力试验中,为考虑缩尺模型轨道和路基结构的动力效应以及二者的相互作用,提出了轨道-路基体系一致动力相似设计方法:即在对轨道结构进行动力相似设计的同时,保持轨道-路基模型的加速度相似比为1,再通过轨道和路基遵循相同的长度相似比、控制路基模型剪切波速相似来进行路基结构动力设计.采用该方法进行了缩尺比为1/4的轨道-路基模型结构的相似设计,开展了不同激振频率工况下模型体系的动力试验,测试并分析了路基模型不同位置处的加速度反应等,确定了试验模型体系一阶固有频率.结果表明:加速度在向下传递过程中存在时间尺度上的滞后效应;同一激振频率下,路基不同结构层处加速度频谱分析的特征频率一致.     

内马铁路陡坡路基不均匀沉降及影响因素分析

陡坡路基不均匀沉降影响路基稳定性.以内马陡坡路基为工程依托,通过数值计算,分析不同填筑坡率,填筑高度、路基填筑的压实度等对陡坡路基不均匀沉降的影响.结果表明路堤坡度对路基变形有一定的影响,路堤坡度越大,路基的不均匀沉降量越大、总沉降量也越大.地基坡度对路基沉降有着显著影响,沉降差异随坡度的增大而增大.填土高度对路基沉降影响较大,随填高增加沉降增加量呈增大趋势且填土越高断面差异变形也越大.填土弹性模量对路堤填土总沉降、路堤填土不均匀沉降影响较大,不均匀沉降随着模量增大而逐渐减小.     

饱和软土场地格栅加筋路堤地震动力响应分析

为探讨饱和软土场地中格栅加筋路堤地震动力响应特性规律,基于大型通用有限元分析软件ADINA,建立了饱和软土地基上格栅加筋路堤的数值分析模型,研究了布筋方式、筋材弹性模量与间距及路堤填料性质对格栅加筋路堤地震动力响应的影响规律.结果表明:增大筋材弹性模量可有效提升路堤动力稳定性,且筋材越靠近路堤底部其效果越显著;随着加筋层数增加,加筋效果提升率有所衰减;增加填料摩擦角和填料黏聚力可提高加筋路堤动力性能,但填料土性参数达到一定幅值后,其变化所引起动力性能提升效果降低.     

路基冻胀对高速列车-轨道耦合系统动力特性的影响

在车轨耦合动力学理论的基础上,通过对高速列车-无砟轨道-路基耦合系统模型有限元进行分析,研究高速铁路路基不均匀冻胀对列车、轨道的动力学影响,分析不同条件下冻胀变形引起的系统振动响应规律,进而提出相关改善措施以利于系统良性发展.结果表明,路基不均匀冻胀会引起列车与轨道产生互相影响的动态响应,降低了轨道结构的服役性能,同时不利于行车安全.在典型冻胀情况下,列车进入冻胀区域后,在起始位置受到振动所造成的影响比较大;随着路基冻胀波长的增加,对车体的振动影响相继减少,而冻胀峰值的影响则相反.对冻胀波长25 m范围内,特别是10～15 m路基冻胀进行整治,可增强行车安全性和乘坐的舒适性.同时,重点控制路基高冻胀峰值能有效减少轨道结构的疲劳损伤.     

循环荷载下桩承式路堤中土拱效应动力折减系数离散元研究

土拱效应是桩承式路堤中荷载传递的关键因素，其在循环荷载下的发挥程度与稳定性直接影响路堤的承载能力. 基于室内土拱效应模型试验，采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型，并通过土拱效应室内模型试验结果验证了该离散元模型的正确性 .基于该离散元数值分析模型，在路堤表面施加正弦波荷载模拟交通循环荷载，分析了循环动载作用下桩承式路堤中土拱效应的发展演变过程与衰减规律 . 数值模拟结果表明：路堤的高度与桩净间距的比值、动载振幅以及加载频率的改变均能影响土拱效应的发挥，但路堤的高度与桩净间距比值的变化对土拱效应动力折减系数的影响最大. 路堤的高度与桩净间距的比值是影响动载作用下土拱效应稳定发挥的重要因素，将此因素考虑在内并对离散元数值模拟结果进行分析与曲线拟合，推求了土拱效应动力折减系数的表达式.     

土-桩-结构线性动力相互作用简化分析

建立了简谐剪切地震波激励下三维土桩结构线性耦合体系简化分析模型,桩和结构均被简化为一简单梁模型;对耦合体系桩承台对基岩运动的放大效应进行了求解,此放大效应反映了耦合体系的动力相互作用.通过算例讨论了结构高度、刚度和质量、土层厚度和刚度以及桩刚度对耦合体系放大效应和固有频率的影响,结果表明:耦合体系的固有频率随结构高度、质量或土厚度的增加而减小,随结构刚度或土刚度的增大而增大.结构高度、刚度和质量以及土层厚度、刚度对耦合体系放大效应的影响无简单规律可循,而桩刚度对其影响不大.在与自由场地表面对基岩运动放大效应的比较中可知,在某些桩基结构的动力分析和设计中耦合体系动力相互作用不应忽略.这为进行土桩结构动力相互作用详细数值分析和试验研究建立了初步认识.     

中国土体动力学研究进展概述

近年来,动力荷载引起的新工程问题,推动着土动力学进一步发展和完善。回顾在土体动力学领域所取得的研究成果,从土体动力特性及测试技术、土体的液化、土体动力本构模型和土-结构的动力相互作用几个方面,对学者们所展开的研究做了简要综述,并对今后的研究方向进行阐述。     

冻土动力学性的研究现状及研究方向

冻土动力学是冻土力学的一个重要分支,它主要研究的是在动载荷作用下冻土的强度、变形和稳定性问题。根据冻土动蠕变、动强度、动力学参数、动应力—应变关系、冻土场地地震加速度反应谱分析和路基体系地震反应等方面研究现状和发展趋势,明确了冻土动力学今后的研究方向。     

珠海拱北隧道饱和砂土动力特性试验研究

利用GDS双向振动三轴系统,对港珠澳大桥茂盛围段饱和粗砂动力特性进行了固结不排水动三轴液化实验研究。基于实验结果,分析了动剪应力比对其动孔压发展的影响,拟合出动孔压发展曲线模型;对其动应变进行了分析,得到了临界应力强度和极限应力强度的分界点;在不同围压下,饱和粗砂的动强度曲线可近似地归一,给出了其归一公式。     

应变率在3×10~3S~(-1)范围内LC_(4CS)铝合金的动力学性态

借助于SHPB和SHTB实验技术,在环境温度-50℃～+200℃和应变率低于3×10~3s~(-1)条件下,对穿甲弹用弹托材料LC_(4cs)铝合金的动态力学行为进行了实验测试分析,给出了材料在不同温度、不同应变率下的应力—应变曲线,确立了其本构关系,并利用自己编制的OEff-1D有限差分程序对该本构关系应用的可靠性进行了数值模拟检验,结果表明它能令人满意地再现该材料的动力学行为。     

汽车独立悬挂系统中机械构件随机响应分析

文中以汽车悬挂系统为研究对象，详细地论述机械系统建模及动力学求解的全过程，并研究悬挂系统中弹性元件的频响频数据随机响应。     

桩-土-结构动力相互作用研究现状与进展

桩-土-结构动力相互作用研究是结构工程、岩土工程与地震工程的交叉研究领域。对这一专题的研究意义、国内外研究现状与发展动态进行了简要评述．对各种分析理论与计算方法进行了对比分析。探讨了研究中存在的主要问题。并提出解决问题的思路与建议。     

层状土中单桩水平振动的动力阻抗

采用动力文克尔地基梁模型,首先求出层状土中有限长桩的通解,在此基础上导出了桩单元复刚度矩阵,提出了计算层状土中单桩动力阻抗的方法。本文成果可以用来研究层状土中群桩的动力阻抗、桩－土运动相互作用等问题。     

强夯加固的动态有限元法分析研究

在动态形函数的基础上,提出了强夯动力计算机的动态有限元单元法,建立和推导了相关的有限元公式。该方法克服了以往一般有限元法计算强夯动力问题是无法考虑加固土质振动特性等缺点,能较实际地反映强夯加固的动力特性。     

动力触探通用性指标—动阻力及其应用

简单介绍了动力触探仪的基本原理及应用．分析了目前普遍采用的动力触探指标－触探击数在应用中的不足,指出使用动阻力作为动力触探指标可以克服采用触探击数的不足,使得不同规格动力触探仪所得成果具有可比性、通用性．     

动态模糊正规子群

引入动态模糊子群与动态模糊正视子群念,并对动态模糊正规子群进行了特征刻划,给出了与普通子群类似的对应定理.