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基床表层级配碎石注浆改良模型试验

长安大学学报（自然科学版） 2015年第4期35卷 48-53页

作者：聂志红刘源罗承平王翔中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁一局集团有限公司陕西西安710054

为了解决寒冷地区铁路客运专线路基的冻胀问题,利用注浆泵与真空泵联合对路基级配碎石大比例模型进行注浆试验,获取注浆参数,通过电镜扫描、渗透试验、冻融循环试验验证注浆改良级配碎石冻胀性的效果。研究结果表明:试验浆液的粘度为2.5... 详细信息

为了解决寒冷地区铁路客运专线路基的冻胀问题,利用注浆泵与真空泵联合对路基级配碎石大比例模型进行注浆试验,获取注浆参数,通过电镜扫描、渗透试验、冻融循环试验验证注浆改良级配碎石冻胀性的效果。研究结果表明:试验浆液的粘度为2.50 MPa·s时,其可灌性满足注浆要求;注浆后的级配碎石与浆液粘结情况良好,其渗透系数由6.8×10-3 cm/s降为1.4×10-10 cm/s,级配碎石改良后的渗透性显著降低;在30次冻融循环作用下,注浆改良后的级配碎石最大冻胀率为0.25%,其冻胀性满足铁路客运专线路基不均匀变形要求;模型试验验证了注浆能够有效改善级配碎石的渗透性与冻胀率,为基床表层级配碎石的现场注浆试验提供了参考依据。

关键词：道路工程级配碎石模型试验注浆改良渗透性冻胀

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高速列车通过峡谷风区时气动性能研究

铁道学报 2014年第6期36卷 9-14页

作者：牛纪强周丹李志伟杨明智中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和RNGκ-ε双方程湍流模型,采用滑移网格技术,对峡谷风作用下8车编组的高速列车进出隧道气动性能进行模拟,并对沿线风速进行监测。研究表明:列车平地上非定常数值计算所得气动力系数均方根与风洞试... 详细信息

基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和RNGκ-ε双方程湍流模型,采用滑移网格技术,对峡谷风作用下8车编组的高速列车进出隧道气动性能进行模拟,并对沿线风速进行监测。研究表明:列车平地上非定常数值计算所得气动力系数均方根与风洞试验结果规律一致,两者吻合较好。由于受狭道效应和峡谷中地形地貌的共同作用影响,桥上各监测点的风速呈非对称分布。列车从隧道中驶入峡谷风区和从风区驶入隧道中两过程,列车气动力系数变化有明显差别。列车在峡谷风区高速行驶过程中,列车气动力及力矩系数会因受到以峡谷风为主的地形风影响而出现明显波动,其中尾车侧向力系数和头车升力系数受影响变化最大,分别为67%和216%。

关键词：高速列车隧道群峡谷风地形地貌气动性能

列车动载作用下隧道底部隆起预应力锚索整治失效机制分析

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振动与冲击 2023年第15期42卷 190-198页

作者：相懋龙阳军生李林毅傅金阳王立川李雨哲中南大学土木工程学院长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室长沙410075 中铁十八局集团有限公司天津300222

以我国西南某铁路YD隧道典型底部隆起案例为依托,通过分析长达8年的现场监测数据,明确了预应力锚索处置后仍存在的隧底围岩变形难以约束、底部隆起病害持续发展的工程问题,进一步结合数值模拟手段,探究了列车振动荷载作用下缓倾层状岩... 详细信息

以我国西南某铁路YD隧道典型底部隆起案例为依托,通过分析长达8年的现场监测数据,明确了预应力锚索处置后仍存在的隧底围岩变形难以约束、底部隆起病害持续发展的工程问题,进一步结合数值模拟手段,探究了列车振动荷载作用下缓倾层状岩体运营铁路隧道底部隆起预应力锚索整治的失效机制。研究结果表明:列车动载作用是导致YD隧道底部预应力锚索整治失效的关键因素;在列车动载作用下,预应力锚索出现了整体滑移现象,导致较大程度的预应力损失,难以有效约束隧底隆起发展,最终使锚索整治失效,可见在该病害整治中不宜采用预应力锚索进行加固;同时随列车速度增加,会进一步加剧预应力锚索整治失效现象,在同类病害整治后的逐级提速过程中应引起高度重视,铁路隧道底部隆起病害不宜采用预应力锚索整治方案。

关键词：铁路隧道缓倾层状岩体底部隆起列车动载预应力锚索失效机制

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牵引电机架悬参数对动车转向架稳定性的影响

铁道学报 2019年第8期41卷 32-38页

作者：徐坤曾京黄彩虹祁亚运西南交通大学牵引动力国家重点实验室

目前研究牵引电机架悬参数对动车转向架稳定性的影响主要局限于对转向架线性临界速度的影响,对非线性临界速度的影响较少涉及。根据国内某型动车组牵引电机悬挂方式,导出动车转向架动力学方程,利用延续算法求得转向架横移极限环曲线,得... 详细信息

目前研究牵引电机架悬参数对动车转向架稳定性的影响主要局限于对转向架线性临界速度的影响,对非线性临界速度的影响较少涉及。根据国内某型动车组牵引电机悬挂方式,导出动车转向架动力学方程,利用延续算法求得转向架横移极限环曲线,得到转向架线性、非线性临界速度,研究牵引电机架悬参数对其影响。研究发现:牵引电机架悬参数对线性、非线性临界速度影响存在一定差异。利用Hopf分叉范式理论研究系统的三次共振项系数与转向架线性、非线性临界速度的关系。计算表明:系统的三次共振项系数的实部越大,其线性临界速度与非线性临界速度相差越大。

关键词：牵引电机架悬参数稳定性极限环 Hopf分叉

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利用管道胶囊进行排水管网协同检测的新方法

武汉大学学报（信息科学版） 2021年第8期46卷 1123-1130页

作者：李清泉谷宇涂伟朱家松赵天鸿朱松深圳大学建筑与城市规划学院城市空间信息工程系广东深圳518060 广东省城市空间信息工程重点实验室广东深圳518060 人工智能与数字经济广东省实验室(深圳) 广东深圳518060 自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

排水管网是城市基础设施的重要组成部分,对排水管网进行周期性的全面检测是快速发现管道病害、及时进行维修整改和提高管道建设质量的关键。管道胶囊是一种新型管道检测设备,可以在管道内部随流体运动时拍摄管道内壁图像,智能高效地检... 详细信息

排水管网是城市基础设施的重要组成部分,对排水管网进行周期性的全面检测是快速发现管道病害、及时进行维修整改和提高管道建设质量的关键。管道胶囊是一种新型管道检测设备,可以在管道内部随流体运动时拍摄管道内壁图像,智能高效地检测出管道病害。该方法弥补了传统方法检测效率低、作业成本高等不足。在大范围管网检测工作中,多名工作人员可以相互配合,同时,操作多胶囊进行协同检测。因此,设计胶囊的投放、打捞位置,以及规划工作人员运动路径对于提高检测效率至关重要。提出了一种基于管道胶囊的排水管网协同检测方法,以最短工作时间、最短运动距离、最大检测范围、最大检测度为目标,利用模拟退火算法求解出最优协同检测方案。实验结果显示,基于管道胶囊的排水管网协同检测方法能够在实际检测作业中高效地完成管网检测任务,准确地识别管道病害区域。

关键词：排水管网检测管道胶囊协同检测多目标优化

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基于iS3的隧道智能建造系统及其应用

土木工程学报 2022年第S02期55卷 12-19,28页

作者：陈超李晓军武威芮易李华明朱合华同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木信息技术教育部工程研究中心上海200092 四川乐汉高速公路有限责任公司四川乐山614099

隧道智能建造是隧道工程建设发展的方向。隧道智能建造在围岩智能判释、支护智能设计、机械智能施工和协同管控方面存在难点问题,需要通过智能建造理论方法和各类智能技术协同解决,其中集成系统尤为关键。目前集成系统在地质体、全寿命... 详细信息

隧道智能建造是隧道工程建设发展的方向。隧道智能建造在围岩智能判释、支护智能设计、机械智能施工和协同管控方面存在难点问题,需要通过智能建造理论方法和各类智能技术协同解决,其中集成系统尤为关键。目前集成系统在地质体、全寿命周期、拓展性、自主执行和多层次需求敏捷响应上仍存在不足,需要进一步研究解决。基于基础设施智慧服务系统(iS3),提出以全息感知、融合建模、智能分析、闭环控制和持续优化学习为特征的隧道智能建造系统概念模型;并基于概念模型构建围绕地质体、隧道体的高拓展性、高可复用性、核心能力突出、快速自主响应的隧道智能建造系统框架。最后通过峨汉高速公路大峡谷隧道支护智能设计系统的应用实践,从工地信息提取到设计方案自动反馈至现场施工人员仅需10min,有效证明了基于iS3的隧道智能建造系统的适用性。

关键词：隧道智能建造 iS3 概念模型系统框架

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倾斜薄层炭质板岩隧道围岩大变形特征及其卸荷破坏防控对策研究

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岩土力学 2024年第12期45卷 3728-3737页

作者：阳军生杨喜锋方星桦谢亦朋刘伟龙 ILYAS Ahbanouch 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南林业科技大学土木工程学院湖南长沙410004 广州地铁建设管理有限公司广东广州510220

针对云南香丽高速公路11座典型倾斜薄层炭质板岩隧道,通过围岩变形监测、离散-连续耦合数值分析手段,研究了围岩大变形特征和卸荷变形破坏机制,并提出了相应防控对策。结果表明:(1)倾斜薄层炭质板岩隧道围岩变形受开挖卸荷和施工扰动影... 详细信息

针对云南香丽高速公路11座典型倾斜薄层炭质板岩隧道,通过围岩变形监测、离散-连续耦合数值分析手段,研究了围岩大变形特征和卸荷变形破坏机制,并提出了相应防控对策。结果表明:(1)倾斜薄层炭质板岩隧道围岩变形受开挖卸荷和施工扰动影响大,围岩变形具有量值大、速率快、持续时间长的特点,拱部沉降大于水平收敛,为围岩卸荷大变形,整体呈现出非对称的空间分布特征;(2)围岩变形破坏随台阶施工进一步发展,上台阶开挖后,洞身左拱肩围岩出现弯折破坏,形成初始卸荷区域,具有显著的非对称特点,随着中、下台阶施工步序推进,左拱肩围岩的弯折破坏进一步发展,隧道拱部与右拱肩的围岩也逐渐产生朝向左侧的剪切滑移破坏,最终导致拱部卸荷破坏区域的整体扩张;(3)地层预加固是控制倾斜薄层炭质板岩隧道围岩变形的主要有效手段,同时可结合降低施工扰动、优化支护时机与参数等方面对围岩变形进行综合处置。

关键词：隧道倾斜薄层炭质板岩离散-连续耦合分析卸荷大变形防控对策

高速列车经过双线隧道瞬变压力及压力梯度特征

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 58-68页

作者：杜建明房倩王赶张顺金北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心北京100044 中国城市建设研究院有限公司北京100120

隧道壁面瞬变压力是影响高铁隧道衬砌结构安全性的重要因素之一。为加深对高速铁路隧道壁面瞬变压力与压力梯度特征的理解,基于RNG k-ε两方程湍流模型与滑移网格技术,数值模拟了缩尺1:1的8节编组高速列车经过双线隧道诱发的气动特性。... 详细信息

隧道壁面瞬变压力是影响高铁隧道衬砌结构安全性的重要因素之一。为加深对高速铁路隧道壁面瞬变压力与压力梯度特征的理解,基于RNG k-ε两方程湍流模型与滑移网格技术,数值模拟了缩尺1:1的8节编组高速列车经过双线隧道诱发的气动特性。通过现场实测结果对数值方法准确性进行验证,在隧道壁面瞬变压力时空特征分析的基础上,进一步研究了列车速度、车隧阻塞比、列车数量以及双车等速交会对隧道纵轴中断面瞬变压力及压力梯度的影响。结果表明,隧道横断面内瞬变压力时程曲线基本重叠,断面内压力分布均匀、差异性低;3个典型压力峰值(最大正峰值、负峰值与峰峰值)与列车速度平方或车隧阻塞比平方分别成线性关系,初始压力梯度正峰值与列车速度3次方成线性关系,压力梯度正负峰值与车隧阻塞比的幂次方(2.51~3.14)成线性关系;3个典型压力峰值与列车数量之间满足指数函数关系,8车对应的压力梯度最大正峰值是其它列车数量(4车~7车)的1.25倍;双车等速交会的最大正负压力峰值分别是单车经过的2.22倍与1.15倍,最大压力梯度正负峰值分别是单车经过的1.87倍与2.03倍。相关研究成果对我国高速列车在隧道内的安全营运具有重要的参考价值。

关键词：双线隧道高速列车瞬变压力压力梯度数值模拟

双轴压缩下缓倾层状砂岩力学特性及损伤本构模型研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第3期54卷 1074-1086页

作者：李地元周奥辉王立川张鹏飞中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁十八局集团有限公司天津300222

为揭示缓倾层状岩石在双轴应力状态下的力学特征与损伤演化规律,开展15°倾角以内层状砂岩的双轴压缩试验。为准确描述层状岩石的损伤演化过程,采用等效应变原理,结合横观各向同性岩石的弹性本构关系和统计损伤力学理论,建立双轴应力作... 详细信息

为揭示缓倾层状岩石在双轴应力状态下的力学特征与损伤演化规律,开展15°倾角以内层状砂岩的双轴压缩试验。为准确描述层状岩石的损伤演化过程,采用等效应变原理,结合横观各向同性岩石的弹性本构关系和统计损伤力学理论,建立双轴应力作用下层状岩石的统计损伤本构模型,并对试样压密段进行修正。分别采用解析法和拟合法对统计损伤模型进行求解验证。研究结果表明:缓倾层状砂岩在双轴应力作用下,其峰值强度和弹性模量均随层理倾角的增大而减小,随侧压的增大而增大;试样在破坏时均表现出劈裂和剪切复合型破坏的形态,随着层理倾角增加,试样破坏的主控因素逐渐由穿切层面的剪切裂纹转变为沿层面的剪切裂纹,随着侧压增大,试样破坏时产生的宏观裂纹逐渐增多,试样被这些裂纹切割成块,甚至出现板裂状剥落破坏;在压密段采用拟合法、弹性段和峰值后区采用解析法所得到的模型曲线与试验曲线吻合很好,所建立的损伤本构方程可以较好地反映缓倾层状岩石在双轴压缩下的损伤效应。

关键词：缓倾层状砂岩双轴压缩试验破坏模式统计损伤本构横观各向同性