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土质边坡数值模型稳定性的求解精度研究

公路交通科技 2024年第1期41卷 71-78页

作者：武博强王勇张葆永程振全杨德宏中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710065 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

为尽可能提高土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,在前人研究的基础上引申了3个影响边坡模型稳定性精度的主要问题,一是模型边界尺寸应该如何确定,二是初始应力场的求解方法应该如何选择,三是边坡模型的网格划分应遵循什么原则可... 详细信息

为尽可能提高土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,在前人研究的基础上引申了3个影响边坡模型稳定性精度的主要问题,一是模型边界尺寸应该如何确定,二是初始应力场的求解方法应该如何选择,三是边坡模型的网格划分应遵循什么原则可以满足模型的计算精度。基于此,以多个学者研究的典型边坡案例为研究对象,采用FLAC3D对以上3个问题进行了分析并解决。首先,讨论了目前模型边界尺寸确定存在的问题,引入数值模型的复合位移作为判据之一与边坡稳定系数共同确定新的模型边界尺寸原则,在前人基础成果上对边界尺寸原则进行了局部优化,精简了计算模型,并通过实例验证其正确性;其次,讨论了目前初始应力场搭建存在的问题,通过模型稳定系数云图、塑性区应变增量、坡顶位移综合分析弹性求解与弹塑性求解初始应力场的区别,确定了不同的适用情况;最后,分析了目前网格尺寸划分存在的问题,建立不同高度不同网格密度的边坡模型,确定了一种较为合理的网格划分原则。以上3种情况均采用大量边坡模型进行了准确性验证,并采用极限平衡法中的Corps of Engieers#1法及Bishop法作为校核,结果显示,边坡模型计算结果与极限平衡法计算结果极为接近,并且复合位移、最大剪应变增量等判据均满足应力应变分布规律,在一定程度上提高了土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,具有普遍适用性。

关键词：道路工程精度研究 FLAC3D 土质边坡边界尺寸初始应力场

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

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桥梁建设 2024年第1期54卷 133-139页

作者：王洁金黄毅胡志坚李永斌黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430050

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。... 详细信息

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明:在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。

关键词：梁式承台剪切效应力学性能跨中挠度计算方法模型试验有限元法

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基于互联互通的市域铁路网络节点模式选择

铁道工程学报 2024年第4期41卷 1-6,12页

作者：余攀中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:采用系统性方法探讨互联互通条件下市域铁路网络节点模式的选择方法,以上海市域铁路网络为例,旨在实现市域铁路网络的高效运行和区域的有机连接。本文研究集中于互联互通节点的功能定位、枢纽等级、位置选择及其与近沪城市的... 详细信息

研究目的:采用系统性方法探讨互联互通条件下市域铁路网络节点模式的选择方法,以上海市域铁路网络为例,旨在实现市域铁路网络的高效运行和区域的有机连接。本文研究集中于互联互通节点的功能定位、枢纽等级、位置选择及其与近沪城市的有效衔接,以期提供一种优化市域铁路网络规划和建设的科学方法。研究结论:(1)互联互通节点的合理选择和布局对于提升市域铁路网络的运行效率和区域连接性具有决定性意义;(2)互联互通节点的功能定位、枢纽等级和位置选择是实现市域铁路网络高效运行的关键因素;(3)通过系统性研究和分析上海市域铁路网络,提出的节点模式选择方法可为其他城市的市域铁路规划和建设提供参考。

关键词：铁路运输市域铁路互联互通节点模式选择网络规划

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新建包西—瓦日铁路联络线工程建设方案研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 7-12页

作者：杨浩中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:包西铁路、瓦日铁路作为我国“西煤东运、北煤南运”铁路通道体系中的骨干通道,是保障我国煤炭兜底的重要基础设施。但随着“三西”地区煤炭的不断开发,周边煤运通道存在包西铁路榆林至绥德段运力紧张、太中银铁路后方径路不畅... 详细信息

研究目的:包西铁路、瓦日铁路作为我国“西煤东运、北煤南运”铁路通道体系中的骨干通道,是保障我国煤炭兜底的重要基础设施。但随着“三西”地区煤炭的不断开发,周边煤运通道存在包西铁路榆林至绥德段运力紧张、太中银铁路后方径路不畅,而瓦日铁路富余能力较多的问题,包西铁路至瓦日铁路联络线的建设有利于加强煤运干线通道互动协作、增加路网运输灵活性、提升路网整体效能、保障“三西”地区煤炭外运需求,意义重大。铁路项目建设方案的确定与功能定位、线路走向、运输任务承担、主要技术标准相互耦合,需进行统筹研究。研究结论:(1)在研究年度路网分工和运量预测的基础上,分析得出研究年度既有铁路不能满足区域煤炭外运需求,结合路网现状,提出考虑整合路网资源的利用既有铁路扩能方案,以及运营管理协调性相对好的新建铁路通道方案两大建设方案;(2)结合运输需求、既有线路标准和线路通过能力提出了两大建设方案的子方案,重点从工程投资、运输组织、运营管理等方面对各方案进行分析,综合分析后推荐投资节省、可充分利用既有路网资源、实现路网整体效益最大化的既有通道扩能方案,即近期沿既有红柠铁路增建二线、在建神瓦单线铁路变更为双线铁路;(3)研究思路和方法可为通道联络线工程建设提供参考和借鉴。

关键词：客货共线铁路建设方案工程设置客货运需求运输能力

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线性排列参数对微动探测效果的影响研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：马龙张辉董春芳中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京市勘察设计研究院有限公司

在固有硬件条件和采集环境下，观测排列是决定微动探测效果的关键因素。为了研究排列参数对微动探测效果的影响，以北京城区某拟建地铁项目为例，通过对24道线性排列进行抽道，形成不同排列长度、道间距的新排列，然后分析排列长度、道... 详细信息

在固有硬件条件和采集环境下，观测排列是决定微动探测效果的关键因素。为了研究排列参数对微动探测效果的影响，以北京城区某拟建地铁项目为例，通过对24道线性排列进行抽道，形成不同排列长度、道间距的新排列，然后分析排列长度、道间距等线性排列参数对微动能量谱、探测深度、分辨率等的影响规律。研究结果表明：能量谱主要受排列长度和道间距影响，其中，低频能量主要受排列长度影响，排列越长，低频能量越集中。高频能量主要受道间距影响，道间距越大，高频能量缺失越多。探测深度主要受排列长度和频散曲线提取方法影响，道间距对探测深度的影响较小。采用ESPAC（扩展的空间自相关法）方法提取频散曲线和增大排列长度均可以使能量谱能量更集中，且可以提取更低频率的频散点，进而获得更精确的速度和更大深度的地层信息；排列长度越大，探测深度越大，但随着排列长度的增大，探测深度的增长速度趋缓。随着排列长度和道间距增大，反演横波速度剖面的分辨率逐渐降低，视横波速度和面波相速度剖面的分辨率也逐渐降低；另外，反演横波速度、视横波速度和面波相速度剖面的分辨率依次降低。因此，在利用微动勘探方法进行地质结构探测时，须根据探测目标的规模、埋深及场地条件，选取适宜的排列参数，以获得更精细的探测效果。

关键词：微动勘探线性排列能量谱探测深度分辨率

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下穿铁路咽喉道岔区线路加固体系研究

铁道工程学报 2024年第5期41卷 34-40页

作者：赵大亮刘金国郭小亮中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

研究目的:由于道岔区轨道刚度和质量分布不均匀及其固有的不平顺性,结构受力比正线复杂。道岔一直是病害高发区域和养护维修的难点,因此顶桥下穿铁路咽喉道岔区比铁路正线风险高、难度大。基于此,本文提出一种新的受力性能好、适用范围... 详细信息

研究目的:由于道岔区轨道刚度和质量分布不均匀及其固有的不平顺性,结构受力比正线复杂。道岔一直是病害高发区域和养护维修的难点,因此顶桥下穿铁路咽喉道岔区比铁路正线风险高、难度大。基于此,本文提出一种新的受力性能好、适用范围广、应用于顶桥下穿多股道铁路咽喉道岔区的加固体系。研究结论:(1)横梁按照简支梁结构计算与实际横梁受力状态不相符,对纵横梁加固体系进行数值模拟分析时,将纵梁、钢轨、扣轨梁及岔枕等构件考虑在内,与实际工程中横梁的受力状态较为相符;(2)路基模量的变化对横梁和钢轨位移影响较小,为防止施工中顶桥区域及其两侧路基塌陷,建议采取适当注浆措施;(3)本文研究对顶桥下穿多股道既有铁路道岔区工程加固体系设计具有借鉴意义。

关键词：桥梁工程框架桥纵横梁加固体系道岔区有限元变形

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合肥老黏土地层矩形顶管引起的地表沉降分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 18-23页

作者：李志敏中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施... 详细信息

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施工引起的地表沉降变形规律,以期为类似工程提供参考。研究结论:(1)合肥老黏土地层中的顶管施工主要引起上部地层沉降,沉降主要由管节与土体之间的建筑空隙造成;(2)随着顶管的掘进,地表沉降呈现出先缓慢增加后急剧增加最后又趋于平缓的特点,顶管施工主要影响范围以开挖面为分界线,前部影响范围约为3z0(z0为顶管埋深),后部影响范围约为z0;(3)横向地表沉降基本以顶管中心线为轴线对称布置,影响范围约为中心线两侧各2z0;(4)本研究成果可为老黏土地层中矩形顶管的设计和施工提供参考。

关键词：矩形顶管地面沉降随机介质理论合肥老黏土

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高地应力软岩隧道长期稳定性分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 60-67,89页

作者：邓云纲中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:高地应力软岩具有明显的流变特性,流变过程中岩体参数随时间发生变化。本文结合梁王山隧道的设计施工方案,采用Cvisc模型对其施工过程及运营期间的围岩和支护的受力和变形情况进行分析,查明了隧道在施工阶段和长期运营阶段的... 详细信息

研究目的:高地应力软岩具有明显的流变特性,流变过程中岩体参数随时间发生变化。本文结合梁王山隧道的设计施工方案,采用Cvisc模型对其施工过程及运营期间的围岩和支护的受力和变形情况进行分析,查明了隧道在施工阶段和长期运营阶段的应力、应变和变形特性以及隧道支护结构的内力与变形随时间发展规律。研究结论:(1)在软岩隧道工程施工中,施工时应对隧道初支拱脚处适当加固,控制拱脚变形;(2)不仅要保证施工期的安全,更需要关注隧道在后期运营过程中的长期稳定性;(3)需根据全寿命周期内的围岩流变稳定状态设计支护结构的刚度,从而确保隧道结构长期稳定;(4)本研究成果可为高地应力软岩隧道施工安全和长期稳定性研究提供参考。

关键词：软岩隧道长期稳定性流变高地应力数值模拟

主跨330 m高速铁路无砟轨道混合梁斜拉桥设计

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铁道工程学报 2024年第4期41卷 42-47,59页

作者：庄严中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:为满足防洪及通航要求,南玉高铁百合郁江特大桥采用(36+40+64+330+64+40+36)m钢箱-混凝土混合梁斜拉桥跨越郁江。该桥为目前国内在建最大跨度的高速铁路无砟轨道钢箱-混凝土混合梁斜拉桥。本文主要基于百合郁江特大桥的设计与... 详细信息

研究目的:为满足防洪及通航要求,南玉高铁百合郁江特大桥采用(36+40+64+330+64+40+36)m钢箱-混凝土混合梁斜拉桥跨越郁江。该桥为目前国内在建最大跨度的高速铁路无砟轨道钢箱-混凝土混合梁斜拉桥。本文主要基于百合郁江特大桥的设计与受力特点,通过多种评价方法,探讨在大跨度钢混斜拉桥上铺设无砟轨道适应性,为后续建造同类型无砟轨道桥梁提供理论参考。研究结论:(1)主桥采用钢箱梁与混凝土箱梁,并在钢箱梁顶板上现浇混凝土桥面板,为无砟轨道铺设创造了良好条件,并且能很好地控制后期主梁的收缩徐变变形,提高大跨桥梁对无砟轨道适应性;(2)百合郁江特大桥具有良好的静力性能和刚度条件;(3)主桥将轨道结构高度由725 mm调整为775 mm,分别为底座板和道床板预留了20 mm和30 mm的纠偏量,为后续无砟轨道分级施工和纠偏提供了基础,能更好地将施工与测量误差逐级消除,提高无砟轨道铺设精度;(4)采用多种无砟轨道适应性评价方法对主桥无砟轨道线形进行分析,结论均满足设计要求;(5)该桥的成功实施,为国内外高速铁路无砟轨道桥梁建设提供了宝贵的经验,将进一步推动高速铁路无砟轨道大跨度桥梁的技术发展。

关键词：无砟轨道大跨度钢箱梁混合梁斜拉桥