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光纤光栅水流流向传感器的设计 认领
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作者 钟志鑫 段君淼 +1 位作者 张浩 胡军海 《水利水电技术》 北大核心 2020年第7期63-69,共7页
为了实时监测大跨桥梁建设与运营过程中的水流流向变化,以有效分析和掌控水流对桥墩的冲刷,维护水中墩台基础,利用SolidWorks软件设计了一种基于光纤传感技术的水流流向监测传感器。该传感器由万向板、凸轮推杆等结构组成,通过将水流的... 为了实时监测大跨桥梁建设与运营过程中的水流流向变化,以有效分析和掌控水流对桥墩的冲刷,维护水中墩台基础,利用SolidWorks软件设计了一种基于光纤传感技术的水流流向监测传感器。该传感器由万向板、凸轮推杆等结构组成,通过将水流的流向转化成金属丝的拉压应变,实现对不定向水流流向的实时监测。利用凸轮推杆机构在拉压过程中的偏转角度的不同,能够实现正负180°流向的区分。对水流流向的理论计算公式进行了合理推导,并进行了室内传感器标定试验。结果表明:该传感器可以实现360°实时在线监测水流流向变化,误差始终保持在6%以内,具有较高的精度。该传感器的设计使用能够为桥梁施工建设和安全运营以及水文环境监测提供技术支撑。 展开更多
关键词 水流流向 光纤传感 360°流向
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条形封闭网架煤棚风荷载分布规律试验研究 认领
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作者 郑肖楠 刘庆宽 +1 位作者 崔会敏 郑云飞 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期296-300,共5页
大跨度煤棚结构作为风敏感结构,在工程设计中应充分考虑风荷载的影响。该文以煤棚结构为研究对象,对其刚性模型进行风洞试验研究。考虑分别在0°、90°、180°和270°风向角下,煤棚两端弧面及天窗位置处风压分布情况,... 大跨度煤棚结构作为风敏感结构,在工程设计中应充分考虑风荷载的影响。该文以煤棚结构为研究对象,对其刚性模型进行风洞试验研究。考虑分别在0°、90°、180°和270°风向角下,煤棚两端弧面及天窗位置处风压分布情况,进一步分析煤棚表面特殊形状位置处体型系数随风向角的变化规律。研究表明:观察0°、90°、180°和270°风向角下各个测点的体型系数,发现风向角为90°时,弧面底部位置处,测点A1(B1)体型系数较大,在煤棚设计与施工中应针对该测点附近区域进行加固。对比分析各风向角下,天窗位置测点的体型系数,90°风向角下体型系数绝对值较大,认为此时风压较大,应适当对其加固。 展开更多
关键词 风洞试验 风荷载 风向角 大跨屋盖 体型系数
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基于列车悬挂系统的半主动混合控制仿真分析 认领
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作者 赵义伟 杨绍普 +1 位作者 刘永强 廖英英 《动力学与控制学报》 2020年第3期38-43,共6页
为了改善列车高速运行时的乘坐舒适性,采用车辆二自由度模型对开关型和连续型两种控制策略进行对比分析,根据传递特性分析结果提出了混合控制策略,同时研究了调整系数对混合控制策略的影响.为进一步验证控制策略的有效性,建立了UM与Simu... 为了改善列车高速运行时的乘坐舒适性,采用车辆二自由度模型对开关型和连续型两种控制策略进行对比分析,根据传递特性分析结果提出了混合控制策略,同时研究了调整系数对混合控制策略的影响.为进一步验证控制策略的有效性,建立了UM与Simulink联合仿真整车模型,对二系横向减振器施加此控制策略,并进行了仿真分析.结果表明:在调整系数选取适当的情况下,该控制策略可同时兼顾开关型和连续型两种控制策略的优点,降低了车体横向加速度,改善了列车的横向平稳性. 展开更多
关键词 高速动车组 半主动控制 舒适性 横向减振器 联合仿真
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冲击荷载作用下灰砂岩破坏过程及损伤数值模拟研究 认领
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作者 张明涛 王伟 +1 位作者 张思怡 刘亚男 《爆破》 CSCD 北大核心 2020年第1期46-54,共9页
为了定量表征灰砂岩在应力波作用下的损伤程度和直观的展现其破坏过程,利用LS-DYNA软件,采用HJC动态本构模型,对灰砂岩进行SHPB动态冲击数值模拟,根据灰砂岩的SHPB实验结果验证了模拟方法的准确性,采用微裂纹密度法来定义损伤变量D,对... 为了定量表征灰砂岩在应力波作用下的损伤程度和直观的展现其破坏过程,利用LS-DYNA软件,采用HJC动态本构模型,对灰砂岩进行SHPB动态冲击数值模拟,根据灰砂岩的SHPB实验结果验证了模拟方法的准确性,采用微裂纹密度法来定义损伤变量D,对不同冲击速度(8 m/s、12 m/s、16 m/s、20 m/s)、不同轴压(0 MPa、17.66 MPa、35.32 MPa、52.98 MPa、70.64 MPa)下灰砂岩的损伤规律及破坏过程进行了数值模拟研究。数值模拟结果直观的展现了灰砂岩动态破碎过程:在无轴压作用下,灰砂岩破坏主要是由拉应变引起的劈裂破坏,在施加轴压作用下,灰砂岩的破坏形式主要以压剪破坏为主,两种破坏过程中岩石损伤都是由外向内延伸,且损伤变量D随着冲击速度和轴压的增加呈递增趋势。在有无轴压作用下,冲击速度由8 m/s增加到20 m/s过程中,其损伤变量D分别增加约0.168、0.249,可以看出轴压限制了损伤变量D的增加程度。 展开更多
关键词 SHPB实验数值模拟 灰砂岩 动静组合加载 破坏过程 损伤演化
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表面损伤的斜拉索平均气动阻力特性的试验研究 认领
5
作者 刘庆宽 张磊杰 +4 位作者 王晓江 贾娅娅 胡波 马文勇 刘小兵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期140-149,共10页
斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件,其风荷载设计在桥梁抗风设计中具有重要意义。斜拉索在生产、运输和安装过程中有可能受到损伤,针对不同程度表面损伤的斜拉索,利用风洞测力试验,研究了亚临界、临界和超临界雷诺数区域损伤程度对斜拉索... 斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件,其风荷载设计在桥梁抗风设计中具有重要意义。斜拉索在生产、运输和安装过程中有可能受到损伤,针对不同程度表面损伤的斜拉索,利用风洞测力试验,研究了亚临界、临界和超临界雷诺数区域损伤程度对斜拉索气动阻力的影响,并得到了表面损伤斜拉索气动阻力的计算方法。结果表明:在一定的风向范围内,斜拉索表面损伤对其气动阻力影响显著,在亚临界区,表面损伤模型阻力系数大于光滑模型;进入临界区后,表面损伤模型的阻力系数则小于光滑模型;在超临界区,二者又比较接近。随着划痕的加深,临界区起始雷诺数提前,且在临界雷诺数区,随着雷诺数的增大,阻力系数减小。对不同损伤程度斜拉索的阻力系数进行拟合,得出相应的计算公式,以方便斜拉索气动阻力的估算。 展开更多
关键词 斜拉索 气动力 表面损伤 风向角 雷诺数效应
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流线型桥梁断面表面脉动风荷载特性研究 认领
6
作者 李海飞 梁新华 +2 位作者 孙一飞 崔会敏 刘庆宽 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期242-248,260,共8页
气动力是大跨度桥梁抗风稳定性检算和振动分析的基础,流线型桥梁断面的气动力随雷诺数的变化问题是风工程研究和桥梁设计关注的问题。通过风洞试验,研究表面风压分布随雷诺数的变化规律,可以分析雷诺数效应发生的机理。通过刚性节段模... 气动力是大跨度桥梁抗风稳定性检算和振动分析的基础,流线型桥梁断面的气动力随雷诺数的变化问题是风工程研究和桥梁设计关注的问题。通过风洞试验,研究表面风压分布随雷诺数的变化规律,可以分析雷诺数效应发生的机理。通过刚性节段模型测压试验,获得了模型表面风压分布随雷诺数的变化,采用基于功率谱密度矩阵的特征正交分解方法,从频域上分析了结构表面的脉动压力场,解析了流线型桥梁断面表面脉动风荷载的主要分布形式和作用频率,分析了雷诺数变化对结构表面脉动压力场的影响。研究发现:流线型桥梁断面表面脉动风荷载的作用形式会随雷诺数的改变而改变,在特定位置流动分离和再附等现象会随雷诺数发生变化,从而影响整体的气动力和漩涡脱落规律。 展开更多
关键词 流线型桥梁断面 脉动风荷载 功率谱密度矩阵分解 特征值谱 主模态
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东北五常地区淤泥质软土指标相关性分析 认领
7
作者 叶朝良 孟德强 王海强 《河北水利电力学院学报》 2020年第1期1-6,共6页
岩土体参数具有区域性特点,开展区域性土的物理力学参数相关性研究极具实践价值。通过对95组东北五常地区淤泥质软土物理力学指标的统计分析,得到以下结论和建议(1)该淤泥质软土具有高含水率、高压缩性、大孔隙比和强度低的软土特性,但... 岩土体参数具有区域性特点,开展区域性土的物理力学参数相关性研究极具实践价值。通过对95组东北五常地区淤泥质软土物理力学指标的统计分析,得到以下结论和建议(1)该淤泥质软土具有高含水率、高压缩性、大孔隙比和强度低的软土特性,但物理力学参数变化范围大,变异系数高,平均抗剪强度略高于沿海地区淤泥质软土;(2)天然密度、干密度与天然含水量之间呈现高度相关的对数关系;(3)天然含水率w、液限wL、塑限wP与塑性指数IP、液限wL和塑限wP呈现高度相关线性关系;(4)孔隙比e与天然含水率w、天然密度ρ、干密度ρd高度相关,分别呈线性和指数关系,与颗粒比重Gs呈现显著的对数关系。(5)压缩模量Es1-2和压缩系数a1-2与天然含水量w、天然密度ρ、干密度ρd以及孔隙比e等4个指标几乎都具高度相关性,表明这些参数对土体的变形影响很大;与颗粒比重Gs中度相关,与液性指数和饱和度无相关性。抗剪强度参数与上述7个物性指标间的拟合结果却反映了无相关性。文中拟合得到了一些有价值的经验公式,以期为五常地区工程设计中淤泥质软土参数取值提供参考和依据。 展开更多
关键词 五常地区 淤泥质软土 参数指标 相关性分析
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基于多层土壤温度的地表冻融变化被动微波遥感验证分析 认领
8
作者 寇晓康 张玉芝 +2 位作者 靳梦杰 彭晓炜 张良 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期49-55,共7页
目前基于被动微波遥感技术的地表冻融变化监测对垂直剖面内表层土壤温度的差异考虑较少。该文从判别算法和多层土壤温度差异性两方面进行分析,结果显示:1)基于准发射率和基于亮温标准差的冻融判别算法的判别结果均与1 cm表层土壤地面监... 目前基于被动微波遥感技术的地表冻融变化监测对垂直剖面内表层土壤温度的差异考虑较少。该文从判别算法和多层土壤温度差异性两方面进行分析,结果显示:1)基于准发射率和基于亮温标准差的冻融判别算法的判别结果均与1 cm表层土壤地面监测结果吻合率最高,表明被动微波冻融产品的验证应尽可能使用最靠近地面的土壤层温度,两种算法在1~5 cm不同深度表层土壤的验证中均显示出较大差异;2)土壤表层温度在0 cm和5 cm深度处的相关性极好,但在冻融判别阈值0℃附近存在较大差异,该差异是导致判别误差的重要来源。研究结果对于地表冻融参量的定量化、精细化遥感监测研究具有理论意义和应用价值。 展开更多
关键词 被动微波遥感 地表冻融判别 验证 多层土壤温度
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联络通道冻结施工近隧道端土体温度场分布及管片保温措施优化 认领
9
作者 张松 岳祖润 +2 位作者 张基伟 孙铁成 王磊 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期95-102,共8页
为了研究人工冻结法施工联络通道中近隧道端土体温度场的分布规律以及管片散热对土体温度场的影响,采用现场实测和数值计算的方法,对土体温度场分布、冻结壁厚度和管片保温措施进行分析。结果表明:土体温度、冻结壁扩展厚度均随深度的... 为了研究人工冻结法施工联络通道中近隧道端土体温度场的分布规律以及管片散热对土体温度场的影响,采用现场实测和数值计算的方法,对土体温度场分布、冻结壁厚度和管片保温措施进行分析。结果表明:土体温度、冻结壁扩展厚度均随深度的增加呈指数型变化,当深度大于2.2 m时冻结壁厚度和冻土温度场基本稳定;联络通道的冻结壁沿长度方向可划分为2侧交界面段与正常冻结段;冻结管间距是影响交界面段冻结壁厚度的重要因素之一,因此辅助冻结面冻结壁是联络通道施工中的主要风险点之一;管片散热对土体影响范围与冻结时间呈对数关系,随着冻结时间的延长,影响范围将逐步扩大;为保证交界面区域的冻结效果,可在钢管片内部靠近土体一侧增设5 cm夹心保温层或改良管片壁后注浆材料2种管片保温,优化后交界面靠近管片位置冻结壁厚度可提升约24%。 展开更多
关键词 隧道联络通道 土体温度场 人工冻结法 管片散热 冻结管间距
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地铁隧道局部冻结方案设计及参数分析 认领
10
作者 张松 岳祖润 +3 位作者 张基伟 韩玉福 苏彦林 张松 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第4期175-179,共5页
为了研究地铁隧道冻结工程中的冻结管形式选择和地表冻胀量控制问题,依托广州市轨道交通13号线北延线机场区间隧道冻结工程,采用了室内试验、现场实测、数值计算的方法,对保温工艺、形式和冻结孔间距、保温段长度、冻结时间对地表冻胀... 为了研究地铁隧道冻结工程中的冻结管形式选择和地表冻胀量控制问题,依托广州市轨道交通13号线北延线机场区间隧道冻结工程,采用了室内试验、现场实测、数值计算的方法,对保温工艺、形式和冻结孔间距、保温段长度、冻结时间对地表冻胀量的影响进行了研究。研究结果表明:冻结管采用保温材料隔热方式可有效实现局部冻结,但施工时保温材料需进行防水处理,防止因地下水进入保温材料造成导热系数增加;地表冻胀量与保温长度呈线性反比关系,且随孔间距的增大比例系数逐步减小,随冻结时间延长增大。根据实测数据、计算得到了适用于本工程工况的冻胀量预测公式;结合工程现场条件,分析了制冷能耗和冻胀量与孔间距的关系,提出了在保证地表冻胀量的前提下,尽量减少冻结孔间距达到缩减工期、能耗的目的。 展开更多
关键词 地铁隧道 冻结管形式 地表冻胀量 局部冻结 冻胀量预测
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高地应力深埋隧道断裂破碎带大变形控制方法现场试验研究 认领
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作者 王道远 刘佳 +4 位作者 张逴 袁金秀 朱永全 刘辉 崔光耀 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期658-666,共9页
针对新莲隧道大埋深、高地应力、大变形凸显的实际情况,开展单层支护、双层支护、刚性强支、超前导洞+扩挖方案下支护受力及变形控制方法现场试验研究。结果表明:①原设计方案1支护偏弱不足以抵抗围岩形变压力,平导支护应力超过设计应... 针对新莲隧道大埋深、高地应力、大变形凸显的实际情况,开展单层支护、双层支护、刚性强支、超前导洞+扩挖方案下支护受力及变形控制方法现场试验研究。结果表明:①原设计方案1支护偏弱不足以抵抗围岩形变压力,平导支护应力超过设计应力值率达100%,正洞支护侵限严重,换拱率100%;②“让抗结合”的双层支护方案2,下台阶与仰拱同步施作,不利于下部围岩应力释放,仰拱隆起开裂,边墙换拱率84%;变更下台阶与仰拱分段施作后,仰拱应力缓慢释放,大变形得以控制;③采用“刚性强支”理念的方案3,增设了“H175型钢+大拱脚靴套+锁脚锚杆套管”,提升了拱架整体刚度,最大收敛变形速率减小42.4%、月开挖进尺达90 m;④采取“超前导洞+扩挖”的方案4,实现了应力分阶段缓释,大变形得到有效控制,但纤维混凝土的应用及超前导洞支护的拆除增加了成本和工序。建议跨断裂破碎带段采用经济合理、工序简便、支护调整灵活的方案3进行施工,方案4可作为更大围岩变形的预备方案。同时拱顶预留变形量可近似按边墙预留变形量的1/2留设。 展开更多
关键词 高地应力 断裂破碎带 围岩大变形 大拱脚靴套 锁脚锚杆套管 控制方法 现场试验
铁路新型整体刚性面板加筋土挡墙现场试验研究 认领
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作者 牛笑笛 杨广庆 +3 位作者 周诗广 杨国涛 王智猛 王贺 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1-10,共10页
以成昆铁路新型整体刚性面板加筋土挡墙为工程依托,通过现场原型试验,研究挡墙基底垂直应力、返包体背部水平和垂直土压力、不同层位土工格栅应变、墙体压缩量及墙面水平位移的变化规律。结果表明:基底垂直应力沿筋长呈双峰分布,靠近返... 以成昆铁路新型整体刚性面板加筋土挡墙为工程依托,通过现场原型试验,研究挡墙基底垂直应力、返包体背部水平和垂直土压力、不同层位土工格栅应变、墙体压缩量及墙面水平位移的变化规律。结果表明:基底垂直应力沿筋长呈双峰分布,靠近返包体处基底垂直应力随时间而减小,其余部位随时间而增大;返包体背部水平土压力、垂直土压力沿墙高方向呈非线性分布;格栅应变随时间呈双峰变化,且从墙体底层至顶层,变化速率逐渐增大;面板完成后,墙体压缩量增长速率明显减小,路中墙体压缩量大于路肩墙体压缩量;墙面总体水平位移小于1 mm;挡墙的抗震性能良好,发生5.1级和3.3级2次地震后,基底垂直应力最大增大4.9%,返包体背部水平土压力减小3.6%~20.0%,垂直土压力减小2.0%~7.9%,格栅应变、墙体压缩量和墙面水平位移均略有增大。 展开更多
关键词 成昆铁路 加筋土挡墙 整体刚性面板 现场试验 土压力 位移
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基于粒子群优化MCKD的轴承故障诊断方法 认领
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作者 栗龙强 刘永强 廖英英 《轴承》 北大核心 2020年第6期45-50,共6页
在实际应用中,传统最大相关峭度反褶积(MCKD)关键参数的选择严重依赖于先验知识,为克服这一缺点,提出了一种基于粒子群算法优化的MCKD方法。首先,对采集的信号进行EEMD处理并重构信号,达到对信号降噪的目的;然后,构造Shannon熵和峭度组... 在实际应用中,传统最大相关峭度反褶积(MCKD)关键参数的选择严重依赖于先验知识,为克服这一缺点,提出了一种基于粒子群算法优化的MCKD方法。首先,对采集的信号进行EEMD处理并重构信号,达到对信号降噪的目的;然后,构造Shannon熵和峭度组成的二维向量,将其作为粒子群算法的适应度函数构建自适应的粒子群惯性参数,并对MCKD的3个主要参数进行优化;最后,采用优化后的MCKD对轴承信号进行分析和诊断。试验分析表明,该方法能够有效地增强故障特征,准确地诊断出滚动轴承的故障信息。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 最大相关峭度反褶积 粒子群算法
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深季冻区高速公路路基边坡固化砂冻融循环试验研究 认领
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作者 牛笑笛 杨广庆 +2 位作者 王贺 靳静 赵云斐 《公路》 北大核心 2020年第1期32-37,共6页
在深季冻区,使用化学方法固化砂质边坡表层后,由于冻融循环的影响,固结层易发生破坏。为了研究新型固砂剂TD-1固化砂体后的抗冻融特性,从微观方面对其强度形成机理进行分析;使用湿冻法、干冻法对固化砂进行试验,模拟其在有、无雨雪条件... 在深季冻区,使用化学方法固化砂质边坡表层后,由于冻融循环的影响,固结层易发生破坏。为了研究新型固砂剂TD-1固化砂体后的抗冻融特性,从微观方面对其强度形成机理进行分析;使用湿冻法、干冻法对固化砂进行试验,模拟其在有、无雨雪条件下的冻融循环;冻融循环后,通过无侧限抗压强度试验,研究固化砂无侧限抗压强度随冻融循环次数的变化,以及应力随应变的变化。结果表明:(1)使用湿冻法进行冻融循环试验,随着冻融循环次数的增加,试样抗压强度逐渐降低,降低速率由快变慢,之后趋于稳定,试样破坏形式从脆性破坏逐渐向塑性破坏过渡;(2)使用干冻法进行冻融循环试验,随着冻融循环次数的增加,试样抗压强度逐渐增大,增大速率由快变慢,之后趋于稳定,试样破坏形式为脆性破坏。 展开更多
关键词 公路路基 抗冻融特性 试验研究 固化砂 强度形成机理 无侧限抗压强度试验
L形钢管混凝土组合柱抗震性能分析及水平承载力设计方法 认领
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作者 熊清清 张旺 陈志华 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第23期9521-9531,共11页
为研究不同构造参数对L形双板连接钢管混凝土组合柱(LCFST-D柱)抗震性能的影响规律,通过建立有限元模型并与已有试验结果进行对比,在验证模型合理准确的基础上,对轴压比、钢管截面尺寸、宽厚比、连接板厚度、长细比、混凝土及钢材强度... 为研究不同构造参数对L形双板连接钢管混凝土组合柱(LCFST-D柱)抗震性能的影响规律,通过建立有限元模型并与已有试验结果进行对比,在验证模型合理准确的基础上,对轴压比、钢管截面尺寸、宽厚比、连接板厚度、长细比、混凝土及钢材强度进行参数化分析。结果表明:轴压比小于0.6时,提高轴压比可以适当提高峰值荷载;随着轴压比的继续增大,峰值荷载都降低;单肢截面尺寸的增加,可以明显提高承载力、延性、耗能能力和极限变形能力;随着长细比的增加,承载力急剧降低,但耗能能力提高;连接板厚度的减小可以提高耗能能力。水平承载力设计公式预测值与试验值吻合良好,平均误差小于6%。 展开更多
关键词 L形双板连接钢管混凝土组合柱 抗震性能 有限元分析(FEA) 参数分析 水平承载力
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并列双幅变截面箱梁阻力系数的干扰效应研究 认领
16
作者 刘小兵 吴倩云 +2 位作者 路起凡 刘慧杰 杨群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期148-153,共6页
基于节段模型风洞试验,对比研究了4种不同高宽比的并列双幅箱梁在不同风攻角和不同间距时的阻力系数与单箱梁阻力系数的差异。给出了阻力系数干扰因子(定义为双箱梁上游(或下游)箱梁阻力系数与单箱梁阻力系数的比值)随风攻角和间距变化... 基于节段模型风洞试验,对比研究了4种不同高宽比的并列双幅箱梁在不同风攻角和不同间距时的阻力系数与单箱梁阻力系数的差异。给出了阻力系数干扰因子(定义为双箱梁上游(或下游)箱梁阻力系数与单箱梁阻力系数的比值)随风攻角和间距变化规律。结果表明:上游箱梁阻力系数的干扰效应主要体现在D/B≤1的间距范围。高宽比对上游箱梁阻力系数干扰效应的影响不大。当0.025≤D/B≤1,风攻角为-10°~10°时,上游箱梁阻力系数干扰因子的变化范围为0.8~1.3左右;下游箱梁阻力系数的干扰效应表现为显著的减小效应。这种减小效应随着间距的减小和高宽比的增大愈发明显,与负向风攻角时相比,这种减小效应在正向风攻角时更明显。 展开更多
关键词 双幅变截面箱梁 风洞试验 阻力系数 干扰因子 间距 风攻角
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浅埋隧道局部存水冻胀作用机制与安全性评价 认领
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作者 王道远 袁金秀 +3 位作者 朱永全 栾永军 崔海龙 崔光耀 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期40-50,共11页
为揭示寒区隧道局部存水冻胀作用机制并提出有效的衬砌结构安全评价方法,设计了三维地质力学模型试验,通过设置3种积水范围冻胀试验工况,观测冻胀过程中裂缝开展和衬砌结构受力等情况;改进了局部存水冻胀数值计算方法,建立了基于岩体力... 为揭示寒区隧道局部存水冻胀作用机制并提出有效的衬砌结构安全评价方法,设计了三维地质力学模型试验,通过设置3种积水范围冻胀试验工况,观测冻胀过程中裂缝开展和衬砌结构受力等情况;改进了局部存水冻胀数值计算方法,建立了基于岩体力学法并耦合冻胀力和围岩荷载的冻胀数值模型,对比了不同存水位置、不同局部存水厚度和不同存水范围下隧道冻胀力和结构内力的变化规律,进一步揭示了局部存水冻胀对隧道受力的影响机制,评判了衬砌结构的安全性。分析结果表明:局部存水冻胀具有显著的区域性特征,衬砌冻胀开裂发生在局部存水与非存水交界处,冻胀力大小取决于交界处冻胀产生的应力集中效应,衬砌裂缝多为纵、斜向裂缝;衬砌局部存水冻胀最不利位置由优到劣依次为拱脚、边墙、仰拱、拱腰和拱顶,衬砌受力随局部存水厚度的增大而增大,局部存水范围的增大有利于衬砌受力均匀化;不同部位局部存水冻胀条件下衬砌结构容许压应力比均小于1,满足抗压检算要求;拱顶、拱腰和仰拱容许拉应力比均大于1,不满足抗拉检算要求,实际工程应针对上述部位采取适当的防冻胀措施予以处治;揭示的隧道局部存水冻胀作用机制和建立的衬砌结构安全性评价方法为寒区隧道冻害防治提供了一定理论依据。 展开更多
关键词 隧道工程 局部存水 冻胀 作用机制 安全评判 数值计算 模型试验
多年冻土区路基用压缩式制冷装置的开发与试验 认领
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作者 胡田飞 刘建坤 辛文绍 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期492-499,共8页
针对中国多年冻土区广泛面临的冻土退化和路基热稳定性问题,基于压缩式制冷技术,提出一种新型多年冻土保护装置。首先,分析压缩式制冷技术面向多年冻土区路基工程的适用性。然后,设计与制作一款路基专用制冷装置-自动化压缩式制冷管,包... 针对中国多年冻土区广泛面临的冻土退化和路基热稳定性问题,基于压缩式制冷技术,提出一种新型多年冻土保护装置。首先,分析压缩式制冷技术面向多年冻土区路基工程的适用性。然后,设计与制作一款路基专用制冷装置-自动化压缩式制冷管,包括制冷单元和自动化控制单元。制冷单元为压缩机、节流器、蒸发器和冷凝器顺次连接而成的闭合循环回路,自动化控制单元为基于位式控制原理的微电脑控制器。装置制冷性能试验表明,制冷温度在正温环境中也一直保持在0℃以下,且可以自动地维持在-5,-10和-15℃等恒定范围内,制冷系数随着制冷温度的升高而增大。压缩式制冷管具有季节匹配性好和自动化程度高的技术优势,可以为多年冻土区路基工程提供一种有效的冻土退化防治方法。 展开更多
关键词 多年冻土退化 路基 制冷技术 结构型式 部件选型 性能试验
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基于温度-车辆荷载作用下沥青路面细观力学响应 认领
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作者 严战友 王震 +2 位作者 陈嘉信 盖惠恩 王旭蕊 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期118-128,共11页
为了研究温度-车辆共同荷载作用下沥青路面各结构层细观力学响应,依据常用沥青路面各结构层材料级配及孔隙率建立了离散元模型,通过拟合室内单轴压缩应力-应变曲线获取模型的细观参数.在此基础上,对车辆荷载和不同温度作用下的沥青路面... 为了研究温度-车辆共同荷载作用下沥青路面各结构层细观力学响应,依据常用沥青路面各结构层材料级配及孔隙率建立了离散元模型,通过拟合室内单轴压缩应力-应变曲线获取模型的细观参数.在此基础上,对车辆荷载和不同温度作用下的沥青路面响应进行求解,分析各结构层细观力学响应及结构层颗粒变化情况.研究结果表明:在移动荷载及温度共同作用下,随着路面结构层深度增加,垂向位移逐渐降低,温度越高垂向位移越大;各结构层垂向应力随路面深度增加而依次减小;水平方向各结构层应力情况复杂,上面层处于受压状态,其余结构层颗粒既有受压也有受拉状态;切向应力处于拉应力与压应力交替状态,温度对颗粒应力影响较大;颗粒前期速度振动较为剧烈,后期速度振动较为平缓. 展开更多
关键词 离散元模型 车辆模型 温度荷载 移动荷载 应力
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基于非结构网格的隧道有限元逆时偏移成像 认领
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作者 王京 刘江平 +2 位作者 程飞 杨怀杰 黄一凡 《应用地球物理:英文版》 SCIE CSCD 2020年第2期267-276,316,共11页
波场外推的精度对于逆时偏移成像结果至关重要。目前隧道逆时偏移成像波场外推过程中大都采用有限差分进行,用"以直代曲"的矩形网格来构建岩溶、断层破碎带等复杂隧道模型,容易造成数值频散,从而降低逆时偏移成像精度。为此,... 波场外推的精度对于逆时偏移成像结果至关重要。目前隧道逆时偏移成像波场外推过程中大都采用有限差分进行,用"以直代曲"的矩形网格来构建岩溶、断层破碎带等复杂隧道模型,容易造成数值频散,从而降低逆时偏移成像精度。为此,本文基于能够采用非结构网格对复杂模型进行贴体剖分的有限元法,进行隧道逆时偏移波场外推,建立了适用于非结构网格有限元法的Poynting矢量计算方程,并以此来压制低频噪音干扰;利用有限元网格剖分灵活性的特点,通过在逆时偏移成像中考虑隧道空间来压制对称假象;最后,对隧道观测系统进行了讨论,并对复杂隧道模型和实际资料进行成像。结果表明:本文所采取的基于非结构网格噪音压制策略能够有效压制低频噪音和对称假象的干扰,获得更加清晰的逆时偏移成像结果;隧道双边观测系统更有利于获得倾斜界面的真实位置;复杂模型和实际资料的成像结果进一步说明了方法的有效性。 展开更多
关键词 隧道超前探测 有限元 非结构网格 Poynting矢量 对称假象
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