高速铁路车-轨-桥耦合系统实时混合试验的高效计算方法

高速铁路系统实时混合试验中列车运行速度快,需要建立足够长的桥,且必须采用精细化的车-轨-桥耦合数值模型,因此对数值计算的精度和效率都有很高的要求.同时,实时混合试验对实时性要求较高,每一步都需要在极短时间内完成,进一步增加了问题的难度.有鉴于此,文中提出了一种新型计算方法——移动荷载积分法,在试验前对桥梁数值子结构计算...     

考虑多尺度孔隙耦合效应的非饱和膨胀土本构模型

颗粒型膨润土材料具有颗粒间孔隙、集合体间孔隙和集合体内孔隙等多尺度孔隙结构特征，传统非饱和膨胀土双孔模型（BExM）难以准确描述其宏观力学行为。在现有BExM模型的理论框架基础上，从颗粒型膨润土材料的三重孔隙结构出发，通过双加载屈服面方程和宏微观耦合效应函数表征膨润土颗粒混合物的多尺度孔隙弹塑性变形行为及其相互耦合关系。通过对比试验数据与模型模拟结果发现，模型可较好地描述非饱和颗粒型膨润土材料的膨胀力特征、膨胀变形特征以及宏微观孔隙结构演化规律。     

软岩力学参数对薄基岩顶板隧道爆破围岩振动的影响

针对薄基岩顶板条件下隧道的爆破施工过程中围岩稳定性差等特点,采用数值模拟计算方法分析了上覆软岩的各项物理力学参数的变化对围岩振动的影响.结果表明:空洞效应显著系数最大值出现在掌子面后方2～4 m范围内,施工期间应重点监测该范围内的拱顶沉降等数据;环向上,最大峰值振动速度矢量和出现在岩层界面与隧道壁面的切点处;掌子面附近的围岩峰值振动速度与上覆软岩的容重及泊松比呈正相关关系,与上覆软岩的弹性模量及内摩擦角呈负相关关系.在类似工程背景下,最大峰值振动速度与上覆软岩4项力学参数的拟合关系式分别为:f_1(γ)=21.96e~(0.87γ),f_2(E)=-9.85ln E+15.61,f_3(μ)=13.98e~(0.62μ),f_4(φ)=0.071φ~2-22.98φ+48.18.     

考虑颗粒破碎影响的土石混合体二元介质理论模型

为研究具有颗粒二相性的土石混合体受力特征,利用破损力学中的二元介质模型理论,基于物理电学中电阻串并联的概念,推导出考虑颗粒破碎影响的土石混合体串-并联混合受力二元介质理论模型,并采用室内三轴压缩试验对该二元介质模型进行了验证.结果表明,在同一应变条件下,串联受力模型计算应力值为下限,平均相对误差最大值为30.44％;并联受力模型计算应力值为上限,平均相对误差最大值为40.61％;串-并联混合受力模型计算应力值介于串联和并联模型之间,平均相对误差最大值仅为9.95％.考虑颗粒破碎影响时,串-并联混合受力模型计算应力值的平均相对误差最大值低至7.63％,基本符合土石混合体的受力特性.     

高速铁路用水泥乳化沥青砂浆

水泥乳化沥青(cement asphalt, CA)砂浆是高速铁路CRTS I型和II型板式无砟轨道的关键工程材料,对轨道结构动力学、耐久性及列车乘坐舒适性有重要影响.为满足我国高速铁路建设的重大需求,相关单位开展了CA砂浆的科技攻关,形成了具有自主知识产权的成套技术,有力地支撑了我国近7×103km板式无砟轨道结构的建设.本文简要介绍了我国高速铁路用CA砂浆的研发历程,主要从材料科学的角度,并结合工程实际,从高速铁路用CA砂浆的流变性能、早期变形行为、微观结构、力学性能与耐久性等方面进行了综合评述.     

无粘结预应力筋极限应力研究

对竖向和水平荷载试验中１９榀ＵＰＣ框架梁中的ＵＰＳ的应力变化与极限应力进行探讨,并结合预应力混凝土结构非线性分析模型,定性定量分析了结构中ＵＰＳ极限应力的主要影响因素,如荷载形式、配箍率、综合配筋力比和跨高比,并提出ＵＰＳ极限应力计算的修正公式,更适合于ＵＰＣ框架在地震设防区的使用。     

土钉支护加固机理的数值分析

采用摩擦-接触型界面单元模拟钉土界面真实的变形协调情况,建立了基坑开挖土钉支护的数值分析模型,并通过和工程实测对比验证了模型的可靠性.借助动态仿真分析支护系统内力、钉土界面剪应力以及土体应力状态和应力路径随开挖、支护的不断推进而发展变化的全过程,定量揭示了支护系统的加固机理:单根土钉发挥应力分担、扩散以及传递的锚固作用,分别改善土钉头部、中部和尾部土体的应力状态,并提高土体抗剪强度;群钉系统发挥整体加固作用,增加土体刚度;土体强度、刚度增加且应力减小,双重抑制了边坡位移和塑性区的发展.     

基于滑动单元的高速磁浮列车-轨道梁耦合系统的动力相互作用分析

基于一种滑动单元,使用弹簧阻尼磁浮力模型,推导了适用于高速磁浮列车-轨道梁系统的滑动单元的刚度矩阵.在有限元OpenSees软件平台上建立了二维平面内高速磁浮列车-轨道梁耦合系统的有限元模型.以TR08磁浮列车和上海Emsland磁浮轨道梁为例,进行建模计算,得到了磁浮列车与桥梁的动力响应及其振动规律.通过与文献中的结果进行对比,验证了模型结果的可靠性,改进后的滑动单元可用来研究高速磁浮列车-轨道梁耦合系统的车桥耦合动力问题.     

城市轨道交通地下结构性能演化与感控基础理论综述

针对地下结构性能演化机制难清、健康状态难知以及地下结构损坏极其难修等工程科学难题,研究人员通过国家"973计划"项目"城市轨道交通地下结构性能演化与感控基础理论"系统研究动态服役环境中地下结构材料全寿命期性能演化机制、地下结构性能与环境耦合作用机制、超长线状地下结构状态智慧感知理论与方法、动态时空环境效应下的地下结构健...     

湖水源数据中心余热回收系统性能模拟研究——以东江湖大数据产业园为例

为充分利用湖水源数据中心无主机全自然冷却系统的余热、降低废热对自然水体的影响,基于夏热冬冷地区办公建筑动态负荷特性,建立了移峰填谷策略下数据中心水源热泵联合蓄热水箱余热回收系统,与传统风冷热泵供热、水源热泵余热回收系统对比,研究其节能降费潜力。模拟表明：与传统风冷热泵供热相比,水源热泵余热回收供热节能率为46.1%;通过增设蓄热水箱,制定峰谷电价下的运行策略,供热系统节能率提高了41.9%。此外,从冷却水回水侧回收余热有利于提升冷却系统能效,机房送风温度23℃,供水温度17℃时,通过余热回收,冷却系统能耗降低13.1%,机房能源使用效率(power usage effectiveness, PUE)由1.131降至1.111。通过经济性分析发现,相比于风冷热泵供热,水源热泵余热回收全年电费节费率为19.7%,在移峰填谷策略下,与水源热泵余热回收相比节费率进一步提高了64.4%,节能降费效果显著。