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一种空射火箭减载轨道设计方法

战术导弹技术 2023年第2期 34-38,45页

作者：吕艳张广勇刘琳王建滨北京宇航系统工程研究所北京100076

空射火箭在稠密大气层飞行时受载荷约束显著,且大攻角的飞行特点使得传统轨道设计中利用攻角动压积来表征载荷的方法不再适用。提出了适用于空射火箭轨道设计过程的载荷表征手段,在轨道设计模型中加入特征截面的载荷约束,使得轨道设计... 详细信息

空射火箭在稠密大气层飞行时受载荷约束显著,且大攻角的飞行特点使得传统轨道设计中利用攻角动压积来表征载荷的方法不再适用。提出了适用于空射火箭轨道设计过程的载荷表征手段,在轨道设计模型中加入特征截面的载荷约束,使得轨道设计时对攻角剖面的调整能够准确反应飞行轨道与载荷的耦合关系,通过一体化优化快速获得满足多约束的最优轨道。推导了空射火箭动力学和运动学微分方程,给出一级飞行段典型程序攻角设计剖面,推导了参与轨道迭代设计的特征截面载荷计算公式;结合hp自适应伪谱法,使用典型算例说明本方法的有效性。研究表明,本方法可减小解耦以及设计量降维造成的可行域损失,并提高了设计效率。

关键词：空射火箭轨道设计载荷 hp自适应伪谱法减载轨道优化攻角

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高寒地区深厚覆雪钢波纹板棚洞减载优化设计

科学技术与工程 2023年第8期23卷 3511-3518页

作者：张亮雷胜友刘伟宏长安大学公路学院西安710064

为解决隧道入口覆雪钢波纹板棚洞在深厚积雪荷载作用下变形过大的问题,以新疆某隧道为工程依托,提出了制造两侧冰柱、制造上侧冰拱、冰柱冰拱耦合、冰柱冰拱聚苯乙烯泡沫(expanded polystyrene,EPS)板耦合4种减载优化设计方案,并使用有... 详细信息

为解决隧道入口覆雪钢波纹板棚洞在深厚积雪荷载作用下变形过大的问题,以新疆某隧道为工程依托,提出了制造两侧冰柱、制造上侧冰拱、冰柱冰拱耦合、冰柱冰拱聚苯乙烯泡沫(expanded polystyrene,EPS)板耦合4种减载优化设计方案,并使用有限元软件ABAQUS分析4种方案的受力变形情况及可行性。结果表明:4种减载优化设计方案均极大地降低了钢棚洞的应力和变形,结构应力和变形满足设计规范允许值;马斯顿的“等沉面”土压力理论可以应用于堆积雪体中,增大内外雪柱沉降差,降低结构所受竖直压力;柔性填料EPS板在高覆雪工况中有一定的减载效果,但并没有在高填方土体中效果显著,在高覆雪工况中减载优先推荐加密钢波纹板棚洞周围雪体来达到减载的效果。

关键词：高寒地区隧道明洞覆雪钢波纹板减载有限元分析

高寒区隧道洞口段覆雪波纹钢棚洞减载方法研究

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建筑科学与工程学报 2023年

作者：雷胜友程博倪云王瑞李吉刚王豪杰新疆天山路桥有限责任公司长安大学公路学院

高寒区隧道洞口段易受上方覆雪及落石危害，采用现有大跨径波纹钢棚洞会产生较大变形和失稳，一定程度上影响边疆公路运行，通过铺设合适的减载材料可以削弱棚洞上方覆雪压力，确保棚洞安全稳定性。为此，本文依托某线路隧道洞口段波纹... 详细信息

高寒区隧道洞口段易受上方覆雪及落石危害，采用现有大跨径波纹钢棚洞会产生较大变形和失稳，一定程度上影响边疆公路运行，通过铺设合适的减载材料可以削弱棚洞上方覆雪压力，确保棚洞安全稳定性。为此，本文依托某线路隧道洞口段波纹钢防雪棚洞项目，从拱效应及加筋桥减载原理出发，运用有限元软件构建了20cm EPS板、30cm EPS板+加筋雪、40cmEPS板+加筋冰等10种减载方案的三维波纹钢棚洞模型，研究各减载方案对棚洞应力、棚洞变形和覆雪压力的影响，对比分析棚洞受力变形特征及减载效果，筛选出最优减载方案。研究表明：施加减载材料后，棚洞上方覆雪压力均不同程度分散到棚洞两侧，减小了棚洞结构的受力，当覆雪高度增加时，减载效果更显著，其中，30cm EPS板＋加筋冰组合式方案减载效果最佳，棚顶应力减少32.72%，棚顶位移减小22.63%，针对该工程的减载问题，建议隧道洞口30m范围，采用30cm EPS板+加筋雪方案，距隧道口30m以外范围可采用30cm EPS板+加筋冰方案。

关键词：冰川波纹钢棚洞减载加筋冰格栅 EPS板数值模拟

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波纹钢管涵洞减载方案数值模拟

公路 2022年第7期67卷 14-20页

作者：骆永震祁玉许江波孙浩珲侯鑫敏韩馨李捷宋方华长安大学公路学院西安市710064 正平路桥建设股份有限公司西宁市810000 青海交通职业技术学院西宁市810003

为减少涵顶沉降对波纹钢结构受力变形的影响,使用FLAC3D数值模拟软件,采取铺设25 cm EPS减载板、设置15 cm泡沫轻质土减载块以及同时使用15 cm泡沫轻质土和35 cm EPS组合减载块等10种措施,对波纹钢管涵洞进行减载处理,研究各减载措施对... 详细信息

为减少涵顶沉降对波纹钢结构受力变形的影响,使用FLAC3D数值模拟软件,采取铺设25 cm EPS减载板、设置15 cm泡沫轻质土减载块以及同时使用15 cm泡沫轻质土和35 cm EPS组合减载块等10种措施,对波纹钢管涵洞进行减载处理,研究各减载措施对涵洞沉降量、涵周土压力及涵洞应力特征分析的影响,探究其减载效果,并通过比较得到波纹钢管涵洞最佳减载方案。研究结果表明:使用15 cm泡沫轻质土减载块时路基顶面沉降最小;在涵洞上部及涵侧土应力减载方面,使用15 cm轻质土+35 cm EPS组合减载块效果最好;若只能单独使用某种减载措施,EPS减载板的减载效果更佳。

关键词：涵洞波纹钢数值模拟减载

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减载条件下高填方涵洞垂直土压力研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第10期43卷 112-116页

作者：陈保国宋丁豹焦俊杰张军山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

针对现有理论方法没有考虑涵侧的外土柱体所受附加压力对涵顶垂直土压力的影响的问题,根据涵洞和填土实际受力状态,改进现有的涵顶垂直土压力计算理论方法,推导出涵洞垂直土压力计算式.将改进理论方法的计算结果、数值模拟和现有的试验... 详细信息

针对现有理论方法没有考虑涵侧的外土柱体所受附加压力对涵顶垂直土压力的影响的问题,根据涵洞和填土实际受力状态,改进现有的涵顶垂直土压力计算理论方法,推导出涵洞垂直土压力计算式.将改进理论方法的计算结果、数值模拟和现有的试验结果进行对比,验证了改进理论方法的正确性.研究结果表明:涵顶铺设柔性填料能明显减小涵顶垂直土压力,涵顶土压力集中系数随填土高度、涵顶和涵侧填土变形模量、柔性填料厚度的增大呈非线性减小,随柔性填料变形模量的增大呈非线性增加,但最终均趋于稳定.

关键词：土压力高填方涵洞减载土拱效应理论解

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减载条件下高填方涵洞受力机制及基底压力

岩土力学 2019年第12期40卷 4813-4818,4847页

作者：张业勤陈保国孟庆达徐昕中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081

针对现有的理论方法主要关注涵顶土压力而未能考虑涵洞侧墙摩擦阻力对高填方涵洞结构受力状态的影响,提出了完整的减载条件下涵-土作用机制模型,推得涵洞侧墙摩擦力及基底压力的计算式。并将该理论方法的计算结果与数值模拟结果进行了比... 详细信息

针对现有的理论方法主要关注涵顶土压力而未能考虑涵洞侧墙摩擦阻力对高填方涵洞结构受力状态的影响,提出了完整的减载条件下涵-土作用机制模型,推得涵洞侧墙摩擦力及基底压力的计算式。并将该理论方法的计算结果与数值模拟结果进行了比对,验证了该理论方法的正确性。研究结果表明,侧墙摩擦力沿墙身深度近似呈线性增加,并随填土高度的增加而增大;相同填土高度时,减载条件下的侧墙摩擦力大于非减载条件下侧墙摩擦力;采用减载措施虽然降低了涵顶垂直土压力,但是增大了涵测水平土压力,基底压力并未减小,现有的减载理论方法中不考虑侧墙摩擦力的影响是不合理的。

关键词：高填方涵洞减载摩擦力土压力基底压力

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加筋减载涵洞的涵顶土压力计算

岩土工程学报 2011年第7期33卷 1135-1141页

作者：郑俊杰马强张军华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074

在涵洞-填土-地基共同工作机理基础上,分析了加筋减载法的减载机理。通过理论分析建立了加筋减载涵洞的力学计算模型,推导了格栅所受土压力的计算公式。考虑格栅下部填料的支撑作用,对格栅受力与变形进行分析,推导了格栅在填土荷载作用... 详细信息

在涵洞-填土-地基共同工作机理基础上,分析了加筋减载法的减载机理。通过理论分析建立了加筋减载涵洞的力学计算模型,推导了格栅所受土压力的计算公式。考虑格栅下部填料的支撑作用,对格栅受力与变形进行分析,推导了格栅在填土荷载作用下的挠度计算式,进而对涵顶松散填料进行受力分析,得到了涵顶土压力的计算表达式。并与有限元计算结果和文献中现场测试结果进行了对比,结果与有限元结果及现场测试结果较为接近,尤其是在填方较高时此方法计算结果更加准确。最后,依据此理论计算方法,对涵顶填土高度、松散填料模量、格栅刚度等影响涵顶压力的主要影响因素进行了参数分析。

关键词：高填方涵洞土压力土工格栅减载解析法数值模拟

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高填方涵洞减载机制与数值分析

岩土力学 2010年第S1期31卷 424-429页

作者：马强郑俊杰张军赵冬安华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074

高填方引起的涵顶土压力集中往往造成涵顶纵向开裂,通过涵洞-填土-地基共同工作机制的研究,分析了涵洞减载的原理。通过数值模拟分析了中松侧实、柔性填料、先填后挖法以及地基处理措施对涵顶的土压力集中系数的影响。结果表明:上述方... 详细信息

高填方引起的涵顶土压力集中往往造成涵顶纵向开裂,通过涵洞-填土-地基共同工作机制的研究,分析了涵洞减载的原理。通过数值模拟分析了中松侧实、柔性填料、先填后挖法以及地基处理措施对涵顶的土压力集中系数的影响。结果表明:上述方法和措施可以有效减小涵顶土压力,先填后挖法宜采用竖直边坡,开挖沟槽的宽度宜与涵洞宽度相当;涵洞地基应采用柔性处理措施,并延伸至基底以外一定的范围。研究结果可为高填方涵洞减载措施的选取以及涵洞地基设计提供参考。

关键词：高填方涵洞涵洞顶土压力减载数值模拟

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高填方涵洞加筋减载的现场试验研究

岩土力学 2012年第8期33卷 2337-2342,2348页

作者：马强郑俊杰张军湖北工业大学土木工程与建筑学院武汉430068 华中科技大学岩土与地下工程研究所武汉430074

在涵洞-填土相互作用机制基础上,分析了加筋桥减载法的减载机制。通过对高填方涵洞采用加筋桥减载措施的现场试验,研究了涵顶及格栅上、下垂直土压力的变化规律,分析了涵顶平面及格栅上、下土压力的分布和土压力系数随填土高度的变化规... 详细信息

在涵洞-填土相互作用机制基础上,分析了加筋桥减载法的减载机制。通过对高填方涵洞采用加筋桥减载措施的现场试验,研究了涵顶及格栅上、下垂直土压力的变化规律,分析了涵顶平面及格栅上、下土压力的分布和土压力系数随填土高度的变化规律。研究结果表明,加筋桥减载法通过涵顶内外土柱之间的摩擦和格栅的提兜效应将涵顶上方填土荷载向减载孔两侧填土上转移,可有效减小涵顶土压力,其减载效果与减载孔高度密切相关,减载孔高度越高,减载效果越显著。

关键词：高填方涵洞土压力格栅试验研究减载