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缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性仿真分析

浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1275-1284页

作者：罗易飞胡彬赵鑫温泽峰西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和... 详细信息

为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和钢轨磨耗深度,并考虑车轮驱动扭矩和速度的影响规律.结果表明:缩尺车轮-环轨结构的高频弹性振动造成轮轨垂向力波动;在比例载荷作用下,纵向动力学行为和钢轨磨耗深度变化趋势与服役轮轨一致;由于环轨的极小曲线半径,自由滚动工况下的横向蠕滑力/率、自旋蠕滑率、钢轨磨耗深度偏大,切向接触应力峰值出现在接触斑后沿两侧;车轮驱动扭矩和速度的影响规律可拟合为一组经验公式.研究可以为此类试验台的设计与应用工作提供理论依据.

关键词：缩尺车轮-环轨显式有限元法瞬态滚动接触蠕滑磨耗

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四川宜宾井场滑坡成因分析与治理措施

中国地质调查 2024年第1期11卷 75-82页

作者：徐江罗本全李卿辰唐云波王崔林四川省地质工程勘察院集团有限公司四川成都610072

四川宜宾珙县的某油气井场位于古滑覆堆积体上,因井场作业平台开挖导致古滑堆积体局部复活,在2018年3月时发生滑塌,处于蠕动变形中。据现场调查表明,该井场滑坡平面形态呈舌状,纵长约200 m,横向宽度约150 m,滑坡前后缘高差约35 m,钻探... 详细信息

四川宜宾珙县的某油气井场位于古滑覆堆积体上,因井场作业平台开挖导致古滑堆积体局部复活,在2018年3月时发生滑塌,处于蠕动变形中。据现场调查表明,该井场滑坡平面形态呈舌状,纵长约200 m,横向宽度约150 m,滑坡前后缘高差约35 m,钻探结构滑体厚度约8 m,推测滑坡体积约为27×10^(4)m^(3)。井场滑坡在平面上分为4个变形区域,在井场平台和滑体中后部发育大量张拉裂缝和隆起开裂,裂缝宽度约4~8 cm,隆起高度达21~35 cm。特殊的地形条件和土层结构造成滑坡出现多层滑面。考虑到井场滑坡属于边滑边治的情况,选定治理方案主要为抗滑桩+锚索+桩间网喷+桩顶连系梁+挡墙+截排水沟,并通过后期监测验证方案的合理性。监测结果表明:各监测点抗滑桩的桩顶水平位移和竖向位移逐渐收敛,趋于稳定,锚索应力呈现平缓状态,稳定在14 kN左右。该治理方案应用性较好,可为相关项目提供设计参考。

关键词：油气井场古滑坡蠕滑变形监测

青藏高原大型深层蠕滑型滑坡变形机制研究进展与展望

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地球科学 2022年第10期47卷 3677-3700页

作者：郭长宝闫怡秋张永双吴瑞安杨志华李雪任三绍张怡颖吴中康刘吉鑫中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061

大型深层蠕滑型滑坡在青藏高原怒江、澜沧江、金沙江、岷江等地形地貌和地质构造复杂区极为发育,具有规模大、滑带深、渐进变形破坏显著等特点,按照滑坡空间结构主要有后缘洼地蠕滑型、顺层基岩蠕滑型和厚层松散堆积物蠕滑型等3种类型,... 详细信息

大型深层蠕滑型滑坡在青藏高原怒江、澜沧江、金沙江、岷江等地形地貌和地质构造复杂区极为发育,具有规模大、滑带深、渐进变形破坏显著等特点,按照滑坡空间结构主要有后缘洼地蠕滑型、顺层基岩蠕滑型和厚层松散堆积物蠕滑型等3种类型,往往表现为长期蠕滑-间歇性复活-整体滑动.通过梳理大型深层蠕滑型滑坡稳定性影响因素、滑带土工程地质力学性质、地下水渗流场特征与降雨诱发滑坡滞后性以及渐进变形破坏机制和动态稳定性等4个方面的研究进展,提出了3个关键科学问题与4个主要研究方向.建议加强深层滑带土在渗流场-应力场等多场耦合作用下的工程地质力学特性研究、加强剖析滑坡岩土体的非均质渗透特性及地下水分布特征分析,研究不同雨强和历时条件下降雨有效入渗机理,研究大型深层蠕滑型滑坡的降水入渗响应过程和降水诱发滑坡变形的滞后性,提出基于渐进变形破坏的滑坡动态稳定性评价方法,为地质灾害早期判识和综合防范提供理论依据.

关键词：大型深层滑坡蠕滑滑带土渐进变形破坏动态稳定性工程地质.

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露天矿高陡边坡蠕滑区滑动机理分析

煤矿安全 2023年第6期54卷 170-175页

作者：任鹏周游艾畅李伟赵汝辉王东宇煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院) 北京100013

针对安太堡露天矿东帮北部高陡边坡出现的蠕滑问题,简述了边坡的工程背景和滑坡现状,研究了蠕滑区滑坡的主要形成因素及滑动机理;通过滑坡前后边坡面的形态、后缘张拉裂缝以及剪出口的位置对滑移面进行预测;运用FLAC^(3D)建立了边坡三... 详细信息

针对安太堡露天矿东帮北部高陡边坡出现的蠕滑问题,简述了边坡的工程背景和滑坡现状,研究了蠕滑区滑坡的主要形成因素及滑动机理;通过滑坡前后边坡面的形态、后缘张拉裂缝以及剪出口的位置对滑移面进行预测;运用FLAC^(3D)建立了边坡三维地质模型,并进行边坡的变形破坏分析,结合极限平衡分析软件Geo-slope对边坡稳定性进行计算,开展边坡稳定性评价。研究结果表明:边坡变形破坏分为后缘切层滑动、坐落式顺层蠕滑、前缘底鼓滑动3个阶段;雨季降雨以及地下水是造成边坡滑坡的主要外在因素,边坡面顺倾、软弱夹层的存在是导致边坡蠕滑变形的内在因素;自然状态下边坡研究剖面1 180~1 240 m水平段边坡稳定性系数为1.02,蠕滑区边坡稳定性为存在一定风险,需在该区域开展具有针对性的专项治理措施。

关键词：边坡稳定性蠕滑滑动机理高陡边坡 FLAC^(3D) Geo-slope

龙门山灌县—安县断裂带断层泥低磁化率的矿物、化学响应和蠕滑作用环境

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地球物理学报 2018年第5期61卷 1782-1796页

作者：何祥丽李海兵张蕾王焕葛成隆曹勇白明坤李成龙叶小舟韩帅地球科学与资源学院中国地质大学(北京) 北京100083 自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081

断层带内的流体不仅可以通过水岩反应改变断裂岩的矿物组成和化学成分,从而导致化学性质和物理性质的变化,而且可以影响或控制断裂带的变形行为.断裂带中岩石磁学特征是由特定化学环境下磁性矿物的种类和含量所决定的,因此,从矿物学和... 详细信息

断层带内的流体不仅可以通过水岩反应改变断裂岩的矿物组成和化学成分,从而导致化学性质和物理性质的变化,而且可以影响或控制断裂带的变形行为.断裂带中岩石磁学特征是由特定化学环境下磁性矿物的种类和含量所决定的,因此,从矿物学和地球化学角度探讨断裂岩的磁性变化,对揭示断层的变形行为和环境具有一定的指示作用.本文以汶川科钻WFSD-3P钻孔中龙门山灌县—安县断裂带断裂岩为研究对象,运用高分辨率磁化率测试、XRD矿物成分半定量分析、XRF元素扫描以及不同价态Fe元素含量分析等多种方法开展断层磁学变化和变形环境的研究.磁化率测试结果表明灌县—安县断裂带断层泥的磁化率值普遍低于对应的围岩磁化率平均值.结合前人研究成果表明造成该断层泥低磁化率异常的原因是在间震期的长期流体作用下,铁磁性矿物(例如磁铁矿)转变成顺磁性矿物(铁硫化物、菱铁矿或含铁的黏土矿物).新生铁硫化物和含铁黏土矿物是在间震期缓慢形成的,而黏土矿物含量的增加弱化了断层强度,促进断层蠕滑,这说明断层泥低磁化率异常可能指示了该断裂在间震期长期缓慢活动,即为蠕滑变形.断层泥中黄铁矿的发育和高Fe^(2+)和S元素、低Fe^(3+)的特征显示灌县—安县断裂作用环境通常是在低温、还原环境中进行的.这些结果与低磁化率值的相关性暗示断层泥低磁化率异常可能对活动断层的低温还原环境具有指示意义.

关键词：灌县—安县断裂带断层泥磁化率蠕滑 WFSD-3P

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基于蠕滑机理的车轮磨耗模型分析

中国铁道科学 2010年第5期31卷 66-72页

作者：丁军君李芾黄运华西南交通大学机车车辆工程系四川成都610031

以C80型货车为例建立车辆动力学模型,利用FASTSI M算法计算出接触斑内蠕滑力的大小和分布,依据Pearce,Zobory,Jendel和Braghin 4种磨耗模型计算轴重、速度、曲线半径和车轮硬度对车轮踏面磨耗的影响程度。结果表明:轴重从21 t提高到25 t... 详细信息

以C80型货车为例建立车辆动力学模型,利用FASTSI M算法计算出接触斑内蠕滑力的大小和分布,依据Pearce,Zobory,Jendel和Braghin 4种磨耗模型计算轴重、速度、曲线半径和车轮硬度对车轮踏面磨耗的影响程度。结果表明:轴重从21 t提高到25 t时,由Pearce模型计算出的踏面磨耗率是Zobory模型的5.05～4.22倍、Jendel模型的3.77～1.86倍、Braghin模型的15.29～12.35倍;运行速度从60 km.h-1提高到120 km.h-1时,由Pearce模型计算出的踏面磨耗率是Zobory模型的5.13～4.5倍、Jendel模型的3.46～1.4倍、Braghin模型的12.48～16.96倍;曲线半径从5 000 m减小到300 m时,由Pearce模型计算出的磨耗率是Zobory模型的6.06～4.2倍、Jendel模型的1.82～0.91倍、Braghin模型的23.97～13.0倍;直线上车轮磨耗主要发生在踏面接触区,焊接构架式转向架的最大磨耗深度是三大件式的6.4倍、径向式的14倍;曲线上车轮磨耗主要发生在轮缘接触区,焊接构架式转向架最大磨耗深度是三大件式的4.4～1.25倍、径向式的1 126～47.7倍。与试验结果比较表明,Jendel模型能够真实反映车轮踏面磨耗的机理。

关键词：车轮磨耗蠕滑磨耗模型轴重速度曲线半径车轮硬度货车

基于非均匀特征的岩石蠕滑与黏滑变形演化研究

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岩土力学 2020年第2期41卷 363-371页

作者：宋义敏张悦许海亮王亚飞贺志杰北方工业大学土木工程学院北京100144

基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展了岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型试验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变... 详细信息

基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展了岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型试验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变形能密度与滑动面滑动速度演化及规律。结果表明:围岩位移场等值线分布能较好地反映滑动面阻滑特征,其中强阻滑区域的位移等值线呈弧状且分布较稀疏,弱阻滑区域的位移场等值线呈平行状且分布较密集;岩石蠕滑过程中,非均匀统计指标呈现波动增长特征,岩石黏滑过程中,非均匀统计指标呈现出突变跳跃特征。岩石蠕滑过程中不同区域的滑动速度均呈加速与减速滑动的交替状态,滑动面上各点滑动趋势不同;岩石黏滑过程中不同区域的滑动速度均出现突变。岩石蠕滑过程中不同区域上的变形能密度均处于积累与释放的波动状态,岩石黏滑过程中不同区域变形能密度产生突变。

关键词：非均匀变形蠕滑黏滑滑动速度位移场变形能密度

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基于轮轨蠕滑最小化的钢轨打磨研究

中国铁道科学 2011年第6期32卷 9-15页

作者：郭战伟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

根据对轮轨蠕滑形成机理的研究,指出轮轨接触的滚动半径差是影响轮轨蠕滑的重要参数;利用车辆动力学软件NUCARS和选用不同钢轨廓形,仿真计算滚动半径差对轮轨关系的影响,据此提出应通过钢轨打磨,消除或减弱轮轨蠕滑,从而实现轮轨关系的... 详细信息

根据对轮轨蠕滑形成机理的研究,指出轮轨接触的滚动半径差是影响轮轨蠕滑的重要参数;利用车辆动力学软件NUCARS和选用不同钢轨廓形,仿真计算滚动半径差对轮轨关系的影响,据此提出应通过钢轨打磨,消除或减弱轮轨蠕滑,从而实现轮轨关系的改善,达到延长钢轨使用寿命的目的。理论计算和现场钢轨打磨试验表明,在大秦重载铁路实施钢轨打磨后,滚动半径差减小,钢轨的廓面形状与车轮形成贴合型接触,降低了轮轨蠕滑力和横向力以及轮轨滚动阻力,改善了轮轴转向特性,使钢轨的平均侧磨减少了将近50%,钢轨的通过总重从9×108 t增加到15×108 t以上。

关键词：钢轨打磨轮轨关系蠕滑滚动半径差

基岩区断层黏滑与蠕滑的地质标志和岩石力学实验证据

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地震地质 2019年第5期41卷 1266-1272页

作者：周永胜中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室

文中总结了基岩断层带黏滑与蠕滑的地质标志与岩石力学实验证据,分析了控制黏滑与蠕滑的物理机制。断层带内的矿物组成、矿物变形机制、流体作用和断层带变形方式等是控制黏滑与蠕滑的主要因素。富含黏土矿物的断层泥具有速度强化型摩... 详细信息

文中总结了基岩断层带黏滑与蠕滑的地质标志与岩石力学实验证据,分析了控制黏滑与蠕滑的物理机制。断层带内的矿物组成、矿物变形机制、流体作用和断层带变形方式等是控制黏滑与蠕滑的主要因素。富含黏土矿物的断层泥具有速度强化型摩擦滑动,控制着断层蠕滑,而以方解石、石英、长石及辉石等造岩矿物为主的断层泥在大陆浅源地震的震源深度条件下具备黏滑条件。脆性破裂伴随的扩容过程是断层黏滑的必要条件,而压实、碎裂和塑性剪切变形形成的叶理和小褶皱对应于蠕滑。在流体作用下,压溶使孔隙和微裂隙愈合,有利于断层强度的恢复和断层闭锁,既是断层发生不稳定滑动的根源,也是断层带局部存在高压流体的条件,而在流体作用下的退变质反应与水解反应生成黏土矿物和层状及环状硅酸盐矿物,不仅降低了断层带的强度,还导致断层向蠕滑转变。断层带内均匀分布多个剪切面和较宽的变形带对应于蠕滑,局部化的R剪切及Y剪切、窄变形带和摩擦镜面对应于黏滑。

关键词：黏滑蠕滑基岩断层