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基于残余强度修正的岩石损伤软化统计本构模型研究

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岩土力学 2013年第6期34卷 1652-1660,1667页

作者：曹瑞琅贺少辉韦京王芳北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

岩石随着围压的增大,残余强度的增加幅度比峰值强度大,残余强度逐渐成为影响岩石全应力-应变曲线峰后段的主要因素,因此,建立岩石损伤软化统计本构模型时,对残余强度进行修正是非常必要的。基于岩石应变强度理论以及岩石微元强度服从Wei... 详细信息

岩石随着围压的增大,残余强度的增加幅度比峰值强度大,残余强度逐渐成为影响岩石全应力-应变曲线峰后段的主要因素,因此,建立岩石损伤软化统计本构模型时,对残余强度进行修正是非常必要的。基于岩石应变强度理论以及岩石微元强度服从Weibull随机分布的假设,考虑岩石峰后残余强度对损伤变量进行修正,在微元破坏符合Hoek-Brown屈服准则条件下,建立了能够反映岩石峰后软化特征的三维损伤统计本构模型;依据岩石试验全应力-应变曲线的几何特征,推导出本构模型参数的数学表达式,并基于花岗岩室内试验数据对模型参数进行探讨,研究了Weibull分布参数与本构模型的关系,探讨了损伤修正系数的取值和岩石累积损伤的扩展过程;将建立的本构模型理论曲线与4种岩石(斑状二长花岗岩、细晶大理岩、砂岩和粉砂质泥岩)不同围压下的常规三轴压缩试验曲线进行对比分析,结果表明,该模型能很好地描述岩石破裂过程的全应力-应变关系和表征岩石残余强度特征。这对于岩石损伤软化问题以及岩石加固处理措施的研究均具有重要的意义。

关键词：损伤模型 Hoek-Brown准则 Weibull分布残余强度损伤变量

偏压富水软岩大断面隧道下穿建筑物地层变形及影响分析

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岩石力学与工程学报 2012年第5期31卷 982-990页

作者：曹瑞琅贺少辉李子峰北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

偏压富水软岩大断面隧道施工引起的地层变形是多方面影响因素叠加的结果。结合武广高铁尖峰顶隧道下穿地表高压输电线塔的工程实践,首先对隧道施工前后地层变形监测和分析提出控制大变形的工程措施,然后采用综合统计和理论分析,研究地... 详细信息

偏压富水软岩大断面隧道施工引起的地层变形是多方面影响因素叠加的结果。结合武广高铁尖峰顶隧道下穿地表高压输电线塔的工程实践,首先对隧道施工前后地层变形监测和分析提出控制大变形的工程措施,然后采用综合统计和理论分析,研究地形条件、地层产状、隧道和通道施工、地面荷载、地表坍塌造成的地层变形与建筑物位移的关系,最后以流固耦合数值分析为手段对影响地层变形的关键因素进行量化分析。结果表明:(1)偏压富水软岩大断面隧道下穿工程,地表地形引起的地层变形是影响地表建筑物水平位移和倾斜的主要因素;(2)地层变形叠加效应对建筑物倾斜的影响存在明显的方向性,当多重因素引起的地层变形产生互逆方向位移叠加时对控制建筑物倾斜有利;(3)软岩顺层斜坡地面下的大断面偏压隧道施工,地层变形在垂直于隧道轴线两侧呈非对称分布,变形最大区域位于向山坡侧;(4)从影响地层变形长期效应上看,因施工引起的地层变形增量波动大但收敛快,地表地形引起的地层变形在施工后仍持续发展,成为影响建筑物安全性的长期潜在因素。

关键词：隧道工程大断面偏压隧道近接施工地层变形变形监测流固耦合

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地质强度指标的模糊综合评判法

岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 3100-3108页

作者：曹瑞琅贺少辉郭炎伟王芳北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

评价岩体地质强度指标(GSI)时,因其基本要素取值过程存在较大的随机性和模糊性,很难用静态的模式去准确衡量每个影响因素,岩体特征参量的模糊性反映其内在的不确定性,模糊数学理论为更客观地刻画这种特性提供有力的数学手段。首先引入... 详细信息

评价岩体地质强度指标(GSI)时,因其基本要素取值过程存在较大的随机性和模糊性,很难用静态的模式去准确衡量每个影响因素,岩体特征参量的模糊性反映其内在的不确定性,模糊数学理论为更客观地刻画这种特性提供有力的数学手段。首先引入岩体节理组数Jn、节理间距l和岩体完整性系数Kv描述岩体结构特征,大比例尺波形系数Jw、小比例尺光滑系数Js和节理蚀变系数Ja描述结构面条件,然后把多因素模糊综合评判理论应用到GSI系统的评价中去,并利用层次分析法确定模糊评判因素的权重,建立GSI系统的模糊综合评判模型。工程应用表明,这种方法针对性较强、误差较小,能够将地质调查勘探结果、试验结果、统计数据以及专家意见有机结合起来,从而减小研究者决策时主观性。GSI系统的模糊综合评判法为GSI系统量化提供新的途径。

关键词：岩石力学地质强度指标模糊综合评判法层次分析法岩体力学参数地质调查

一种单相三电平中点钳位整流器的SVPWM控制方法

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电工技术学报 2007年第7期22卷 69-73页

作者：宋文胜冯晓云蒋威西南交通大学电气工程学院成都610031

针对单相电压型三电平中点钳位(NPC)整流器,首先分析其工作原理,建立其基于开关函数的数学模型。针对单相三电平整流器直流侧两电容电压调节不平衡问题,探讨了一种基于空间电压矢量调制(SVPWM)控制方法和电压前馈的中点电位控制方法,并... 详细信息

针对单相电压型三电平中点钳位(NPC)整流器,首先分析其工作原理,建立其基于开关函数的数学模型。针对单相三电平整流器直流侧两电容电压调节不平衡问题,探讨了一种基于空间电压矢量调制(SVPWM)控制方法和电压前馈的中点电位控制方法,并在Matlab环境下进行了计算机仿真。仿真结果表明,在机车运行的两种典型工况即牵引和再生制动下,SVPWM调制使得牵引变压器一次侧功率因数接近于1,在电网侧可获得近似正弦的电流波形,而且该调制方法易于离散数字化实现。该电压平衡方法能够有效地平衡直流侧电容电压。

关键词： PWM整流器三电平中点电位控制 SVPWM

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高速动车组被动安全性和耐撞性研究

计算力学学报 2011年第B04期28卷 152-158页

作者：陈秉智张向海马纪军谢素明兆文忠大连交通大学交通运输工程学院大连116028 唐山轨道客车有限责任公司唐山063035

随着列车高速和重载的发展,对列车被动安全性的研究日益重要。本文以CRH3动车组为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH和多学科协同优化软件iSIGHT进行碰撞数值模拟分析和吸能结构优化,得到CRH3动车组在大变形碰撞时的变形模式及各碰撞参数... 详细信息

随着列车高速和重载的发展,对列车被动安全性的研究日益重要。本文以CRH3动车组为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH和多学科协同优化软件iSIGHT进行碰撞数值模拟分析和吸能结构优化,得到CRH3动车组在大变形碰撞时的变形模式及各碰撞参数,并对动车组的吸能结构进行评估及最优设计,实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计,为吸能部件的再生产和研发提供必要的理论依据。

关键词： CRH3动车组耐撞性吸能结构优化设计大变形碰撞

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基于神经网络RBF的接触网可靠性分析

铁道学报 2005年第6期27卷 39-42页

作者：万毅邓斌柯坚李会杰杨志军林飞西南交通大学机械工程学院四川成都610031 铁道第一勘察设计院甘肃兰州730000

将人工神经网络理论和JC算法与有限元分析相结合应用于铁路接触网系统可靠性研究(简称为FE-RBF-JC法),建立了腕臂系统可靠度计算的数学模型,利用有限元计算方法得到一组结构的基本输入变量及输出的响应数据,采用径向基神经网络RBF进行... 详细信息

将人工神经网络理论和JC算法与有限元分析相结合应用于铁路接触网系统可靠性研究(简称为FE-RBF-JC法),建立了腕臂系统可靠度计算的数学模型,利用有限元计算方法得到一组结构的基本输入变量及输出的响应数据,采用径向基神经网络RBF进行训练的基础上建立结构的输入-输出函数关系,在该模型上,用JC方法进行腕臂系统可靠度仿真计算。研究表明,该方法精度高、简便易行,为复杂的铁路系统可靠性研究提供了一条新的途径。

关键词：神经网络有限元分析可靠性接触网腕臂

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温度场控制在多年冻土隧道施工中的作用

岩土力学 2007年第3期28卷 455-460页

作者：汤国璋王星华中南大学土建学院

多年冻土隧道工程首先遇到的问题是如何解决开挖与衬砌的矛盾,因为开挖作业与衬砌施工所需的温度场不同,隧道开挖需要较低的温度场以利于无支护毛洞的稳定,而衬砌施工需要较高的温度场以利于混凝土强度的增长。通过数值模拟分析,提出多... 详细信息

多年冻土隧道工程首先遇到的问题是如何解决开挖与衬砌的矛盾,因为开挖作业与衬砌施工所需的温度场不同,隧道开挖需要较低的温度场以利于无支护毛洞的稳定,而衬砌施工需要较高的温度场以利于混凝土强度的增长。通过数值模拟分析,提出多年冻土隧道施工温度场的控制参数,并将多年冻土隧道的开挖施工划分为4个阶段:安全施工阶段、相对安全阶段、安全预警阶段和安全隐患阶段。根据这4个阶段的特征,提出各个阶段应采取的相应工程措施,尽可能降低施工风险。通过全方位监测隧道洞内温度场的变化,指导开挖和衬砌的施工。

关键词：多年冻土隧道开挖温度场有限元分析

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接触线的疲劳可靠性

西南交通大学学报 2006年第2期41卷 214-217页

作者：万毅邓斌李会杰田志军柯坚西南交通大学机械工程学院四川成都610031 铁道部第一勘察设计院甘肃兰州730000

根据接触悬挂系统中的接触线振动方程,推导了接触线应力的均值和方差的计算公式.综合考虑了接触线应力集中系数、尺寸系数、表面质量系数和材料疲劳强度的影响,得到了接触线疲劳极限的统计特征.应用数理统计原理建立了接触线疲劳可靠性... 详细信息

根据接触悬挂系统中的接触线振动方程,推导了接触线应力的均值和方差的计算公式.综合考虑了接触线应力集中系数、尺寸系数、表面质量系数和材料疲劳强度的影响,得到了接触线疲劳极限的统计特征.应用数理统计原理建立了接触线疲劳可靠性分析的数学模型.分析结果表明,接触导线线质、张力和刚度以及列车运行速度、波动传播速度和抬升力是影响导线疲劳可靠性的主要因素.

关键词：疲劳可靠性接触线电气化铁路

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5083铝合金搅拌摩擦焊搭接接头研究

材料工程 2012年第6期40卷 24-27页

作者：陈影付宁宁沈长斌葛继平大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

采用搅拌摩擦焊方法对5083铝合金进行搭接实验。用万能试验机对接头进行拉剪试验,对其断口利用SEM电镜进行观察和分析,并使用光学显微镜对其接头横截面进行组织观察。结果表明:即使搅拌针长度短于上层铝板的厚度,上、下层铝板在搅拌针... 详细信息

采用搅拌摩擦焊方法对5083铝合金进行搭接实验。用万能试验机对接头进行拉剪试验,对其断口利用SEM电镜进行观察和分析,并使用光学显微镜对其接头横截面进行组织观察。结果表明:即使搅拌针长度短于上层铝板的厚度,上、下层铝板在搅拌针作用的区域,晶粒都发生了一定细化,其尺寸都小于母材。而且焊缝横截面的显微硬度分布也显示出两板在搅拌针作用区域的硬度均与母材相当。在拉剪试验时,界面结合处没有出现断裂现象,断裂位置均在上层铝板前进侧的热影响区。接头强度系数最高可达80%,接头的断裂形式为韧性断裂。

关键词：搅拌摩擦焊搭接铝合金力学性能韧性断裂