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有限地层三孔并行海底隧道渗流场解析研究

铁道工程学报 2024年第1期41卷 45-52页

作者：韩智铭闫科宇王雪朱正国崔会敏石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学石家庄050043 河北工程技术学院石家庄050091

研究目的:目前对海底隧道渗流场的研究大多基于半无限空间的单孔隧道,考虑实际工程常采用三孔并行的排布方式,且实际工程中隧道下方常存在相对不透水层或基岩等不透水边界,本文以渗流力学为基础采用镜像法和竖井理论推导有限厚度地层海... 详细信息

研究目的:目前对海底隧道渗流场的研究大多基于半无限空间的单孔隧道,考虑实际工程常采用三孔并行的排布方式,且实际工程中隧道下方常存在相对不透水层或基岩等不透水边界,本文以渗流力学为基础采用镜像法和竖井理论推导有限厚度地层海底隧道渗流场解析解,将公式进行退化和数值验证,并对不透水边界距离、三孔隧道埋深、间距及注浆参数进行分析。研究结论:(1)隧道下方不透水边界对涌水量影响较大,当不透水边界距隧道中心为25r1时,对涌水量基本没有影响;(2)三孔并行隧道间渗流场存在相互影响,且随隧道间距的增加影响逐渐减弱,当隧道间距大于30r1时,涌水量基本没有影响;(3)三孔并行隧道涌水量随埋深增大呈现出先减小后增大趋势,埋深为2r1时涌水量最小;(4)三孔并行隧道涌水量随注浆圈厚度增大和渗透系数减小而减小,实际工程中应注浆密实度和注浆厚度并重;(5)本研究成果可为相关海底隧道工程的设计与施工提供参考。

关键词：海底隧道三孔并行有限厚度地层渗流场解析解涌水量

基于正态-逆威沙特分布的地空导弹命中概率贝叶斯估计

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兵工学报 2024年第1期45卷 339-348页

作者：刘昊邦史宪铭赵美张建军陆军工程大学石家庄校区装备指挥与管理系河北石家庄050003 32140部队河北石家庄050061

针对现有导弹命中概率贝叶斯估计中主要采用二维正态射弹散布但未考虑X轴、Y轴两向相关导致估计精度不高的问题,采用正态-逆威沙特分布作为射弹散布参数先验分布,对地空导弹命中概率估计方法展开研究。在描述地空导弹脱靶量定义的基础上... 详细信息

针对现有导弹命中概率贝叶斯估计中主要采用二维正态射弹散布但未考虑X轴、Y轴两向相关导致估计精度不高的问题,采用正态-逆威沙特分布作为射弹散布参数先验分布,对地空导弹命中概率估计方法展开研究。在描述地空导弹脱靶量定义的基础上,以两向相关特点确定相关系数。针对地空导弹外场试验成本高、数据少,经典统计学方法估计命中概率困难问题,采用贝叶斯方法融合先验信息进行研究。基于正态-逆威沙特分布,利用先验信息对先验分布超参数进行求解,并利用贝叶斯公式融合外场实测试验数据,求出射弹散布参数后验分布,最终完成地空导弹命中概率估计。试验结果表明,该方法相比现有正态-逆伽马分布方法,能够考虑地空导弹射弹散布两向相关的实际情况,并充分利用命中概率信息,有利于提升估计准确性,为地空导弹命中概率估计提供理论方法。

关键词：地空导弹命中概率射弹散布两向相关正态-逆威沙特分布贝叶斯

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装配式小箱梁桥内力横向分布系数建议公式

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1688-1700页

作者：张彦玲贾云飞贾晓远郑旺李运生石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043

为了采用横向分布系数的概念简化多主梁装配式连续梁桥、斜交桥和曲线桥的受力分析过程,基于某多主梁装配式连续小箱梁桥构建了桥梁数据库,采用梁格法建立了每座桥梁的有限元模型,研究了主梁间距、高跨比、斜交角和圆心角对内力横向分... 详细信息

为了采用横向分布系数的概念简化多主梁装配式连续梁桥、斜交桥和曲线桥的受力分析过程,基于某多主梁装配式连续小箱梁桥构建了桥梁数据库,采用梁格法建立了每座桥梁的有限元模型,研究了主梁间距、高跨比、斜交角和圆心角对内力横向分布系数的影响规律,并通过统计回归方法给出了内力横向分布系数建议公式。研究结果表明:弯矩和剪力横向分布系数均随主梁间距的增大而增大;随主梁高跨比λ的增大,跨中正弯矩增大,但跨中剪力、支点负弯矩和支点剪力均减小;斜交桥和曲线桥内力横向分布系数可在直线正交桥公式基础上乘以修正因子得到。在本文的计算模型范围内,采用建议公式得到的多主梁装配式连续梁桥、斜交桥和曲线桥的内力横向分布系数均与有限元结果吻合良好,且可通过沿纵向的简化包络图得到任意截面的内力横向分布系数。

关键词：桥梁工程装配式桥梁横向分布系数连续小箱梁桥斜交桥曲线桥

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土工格栅加筋橡胶碎石动力特性试验研究

岩土力学 2024年第1期45卷 87-96,107页

作者：蔡永明王志杰齐逸飞杨广庆王贺石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043

土工格栅加筋是提升橡胶碎石混合料承载能力的重要方式。为探究土工格栅加筋橡胶碎石复合体动力特性及其作用机制,基于分级循环荷载作用下大型三轴试验,对3种代表性橡胶掺量碎石混合料进行不同层数土工格栅加筋,分析其累积塑性应变、滞... 详细信息

土工格栅加筋是提升橡胶碎石混合料承载能力的重要方式。为探究土工格栅加筋橡胶碎石复合体动力特性及其作用机制,基于分级循环荷载作用下大型三轴试验,对3种代表性橡胶掺量碎石混合料进行不同层数土工格栅加筋,分析其累积塑性应变、滞回曲线发展演化规律,对比动弹性模量、阻尼比等动力特性关键参数,探讨耦合作用影响机制。研究结果表明:同级动应力作用下土工格栅加筋可减缓累积塑性应变的增大,随着加筋层数的增多,加筋效果更为明显;橡胶掺量增加可提升试样延性,但导致承载能大幅降低,不利于筋材加筋效果的发挥;滞回曲线形态主要取决于橡胶掺量,随着橡胶掺量增加,其形态更加饱满、倾斜,其排列更加稀疏;土工格栅加筋可提升复合体动弹性模量,并随筋材层数增多呈现出明显增长阶段;橡胶掺量对阻尼比初始值以及变化趋势产生主要影响。

关键词：土工格栅橡胶碎石加筋层数动力特性大型三轴试验

联合空间位置信息的陆基高光谱图像目标检测算法

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2056-2065页

作者：赵佳乐王广龙周冰应家驹刘杰林超陈琪赵润泽陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050000 海军航空大学山东烟台264000 陆军装备部驻北京地区军事代表局驻石家庄地区第三军事代表室河北石家庄050000

受空间分辨率与探测器水平的限制,传统的高光谱图像目标检测算法更侧重于基于光谱分析的定量化处理。近年来,随着地面与近地面成像平台以及光谱成像技术的发展,陆基高光谱图像实现了高空间分辨率与高光谱分辨率的统一。相比于高光谱遥... 详细信息

受空间分辨率与探测器水平的限制,传统的高光谱图像目标检测算法更侧重于基于光谱分析的定量化处理。近年来,随着地面与近地面成像平台以及光谱成像技术的发展,陆基高光谱图像实现了高空间分辨率与高光谱分辨率的统一。相比于高光谱遥感图像,陆基高光谱图像的空间分辨率更高,其目标具有细节丰富、尺度较大的特点,在目标检测任务中能够同时利用目标的几何形状信息与精细光谱信息。约束能量最小化(CEM)是一种经典的高光谱图像目标检测算法,这种算法很适合特定的成分占图像总方差比例很小的情况,能突出某种待测目标信息,压制背景信息,从而达到从图像中分离出待测目标的效果。然而,CEM对目标的尺度比较敏感,随着目标像元数目的增加,该算法的探测效果显著下降。导致这一问题产生的原因在于CEM是基于统计背景时不包括目标光谱信息这一假设的,但实际情况中难以预先剔除目标光谱信息,而是直接统计全域图像的每个像元的光谱来近似代替背景光谱。为了解决CEM在较大目标的检测任务中效果不佳的问题,改进该算法在陆基高光谱图像中的目标检测能力,提出了一种基于空间检测指导的CEM方法(SIG-CEM)。该方法首先将获取到的待测高光谱图像进行主成分分析,将第一主成分图像送入空间目标检测模型,利用检测结果得到的坐标信息对目标进行框定。而后在求取CEM中的自相关矩阵时去除框定区域内包含目标的像元,从而有效减少了对目标的抑制。分别利用公开的遥感高光谱图像与实测的陆基高光谱图像进行实验,实验结果表明:SIG-CEM算法能够避免传统CEM算法中目标信号作为背景信号参与运算而对探测结果的影响。在公开数据集的实验中,相比于其他传统的目标检测算法,SIG-CEM算法的AUC值达到了0.9737,有效提升了目标检测的精度;在实测陆基高光谱图像数据的实验中,SIG-CEM比CEM的AUC值平均提升了0.055。同时,实验在一定程度上验证了SIG-CEM算法针对不同类型的高光谱图像具有较强的鲁棒性与适用性。该研究提出了一种专门针对陆基高光谱图像的目标检测方法,推进了今后陆基高光谱图像在目标定位与识别方面的发展与应用。

关键词：高光谱成像目标检测 CEM 空谱联合

轮轨激扰下轨道车辆轴箱轴承振动与润滑特性分析

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中国机械工程 2024年第4期35卷 580-590页

作者：马巧英杨绍普刘永强石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

基于赫兹接触和弹流润滑理论建立了考虑轴箱轴承的轨道车辆模型,研究了轮轨激扰对轴箱轴承的振动特性和油膜刚度特性的影响规律。分别采用MATLAB/Simulink和UM软件建立了轴承动力学模型和轨道车辆模型,通过相互作用力实现二者的耦合关... 详细信息

基于赫兹接触和弹流润滑理论建立了考虑轴箱轴承的轨道车辆模型,研究了轮轨激扰对轴箱轴承的振动特性和油膜刚度特性的影响规律。分别采用MATLAB/Simulink和UM软件建立了轴承动力学模型和轨道车辆模型,通过相互作用力实现二者的耦合关系。模拟了轴承和轮对的典型故障形式,并详细分析了这些故障对轴承的振动特性和润滑特性的影响。研究结果表明:润滑可以有效减小轴承的振动;轴承的局部故障将导致油膜刚度的增大,轴承故障和车轮扁疤都对润滑的影响较为显著;此外,轮轨激扰会降低轴承外圈的振动比率,但是会增大车辆其他部件的振动,对车体的振动几乎无影响。

关键词：轴箱轴承弹流润滑建模轮轨激扰振动特性

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热能转化式路基冻胀控制效果现场试验研究

铁道工程学报 2024年第3期41卷 17-22页

作者：胡田飞张宗凯岳祖润袁一飞赵李旗石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:为解决季节冻性土区铁路路基冻胀问题,提出一种新型热能转化式路基。通过专用地源热泵系统,收集路基附近地基稳定层的低位地温能,并转化为高位热能,然后传递至路基冻胀层,以实现对路基的主动供热和温度控制,根除冻胀。在准池... 详细信息

研究目的:为解决季节冻性土区铁路路基冻胀问题,提出一种新型热能转化式路基。通过专用地源热泵系统,收集路基附近地基稳定层的低位地温能,并转化为高位热能,然后传递至路基冻胀层,以实现对路基的主动供热和温度控制,根除冻胀。在准池铁路某冻胀区段,建设1段20 m长的热能转化式路基试验段,在2021—2022年冬季测试热泵供热温度、试验段路基和天然路基的温度场、冻结深度、轨道冻胀量等指标的变化情况。研究结论:(1)热泵供热温度峰值可达59.4℃,间歇运行时的日均供热温度达25.2℃以上,热源品位高,起到有利的热源作用;(2)天然路基冻结期持续141 d,试验段路基相比减小了20 d;试验段轨道中心、路肩及坡脚位置的最大冻结深度分别为88 cm、75 cm、58 cm,相比天然路基分别减少了60 cm、122 cm、78 cm,将冻结深度控制在有害临界值以内;(3)天然条件下轨道冻胀量峰值为9.4 mm,形成有害冻胀;而试验段轨道变形量小于±3 mm,未超出经常保养管理值;(4)热能转化式路基对于低路堤、路堑基床、岔区、涵顶等重要部位的顽固性冻胀病害是一种有效的防控手段。

关键词：路基冻胀地温能热泵供热温度温度场冻结深度冻胀量

均匀流场下平单轴光伏支架扭转气动失稳特征试验研究

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振动工程学报 2024年第5期37卷 838-846页

作者：马文勇康霄汉张晓斌陈伟谭强石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 江苏国强兴晟能源科技有限公司江苏常州213363

由于发电量明显高于固定式光伏系统,平单轴光伏发电系统近些年得到了广泛的应用。平单轴光伏支架由于扭转刚度较低,在大风天气下容易出现扭转气动失稳现象,从而造成支架结构破坏。为了进一步深入了解该振动的发生条件和机理,本研究通过... 详细信息

由于发电量明显高于固定式光伏系统,平单轴光伏发电系统近些年得到了广泛的应用。平单轴光伏支架由于扭转刚度较低,在大风天气下容易出现扭转气动失稳现象,从而造成支架结构破坏。为了进一步深入了解该振动的发生条件和机理,本研究通过节段模型测振风洞试验研究结构自振频率、倾角、阻尼等参数对扭转气动失稳的影响,分析了气动阻尼和气动刚度随着风速和倾角的变化规律。研究表明,平单轴光伏支架的扭转气动失稳表现出较强的气动耦合效应,气动阻尼和气动刚度是影响平单轴光伏支架气动失稳的重要参数,对风速和倾角的变化较为敏感,该失稳现象具备自激振动的特点;扭转刚度的提高在某些倾角下可以有效地限制振幅,同时可提高结构在各倾角的临界风速;扭转气动失稳的倾角范围为-15°~20°,0°倾角附近临界风速较高,若采用小倾角进行保护时,建议将大风保护角度设为0°。

关键词：气动失稳平单轴光伏支架风洞试验临界风速气动阻尼

可“临-永”转换抢修钢墩设计及应急使用稳定性

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铁道学报 2024年第8期46卷 152-160页

作者：刘子玉陈士通支墨墨张红涛张凯石家庄铁道大学大型基础设施性能与安全省部共建协同创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通应急保障工程技术创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁路职业技术学院铁道工程系河北石家庄050041

为解决既有桥墩抢修器材仅适用于临时抢修、不能与永久恢复有效结合的问题,提出一种可“临-永”转换抢修钢墩,并介绍其结构组成和结构特点。针对应急使用阶段,基于Abaqus建立空间模型开展结构稳定分析,考虑列车活载、横向风载、制动力... 详细信息

为解决既有桥墩抢修器材仅适用于临时抢修、不能与永久恢复有效结合的问题,提出一种可“临-永”转换抢修钢墩,并介绍其结构组成和结构特点。针对应急使用阶段,基于Abaqus建立空间模型开展结构稳定分析,考虑列车活载、横向风载、制动力、平面扭转、初始缺陷等影响因素,分别从线弹性和非线性两个层面系统研究应急使用状态结构稳定性能。研究表明:线弹性分析时,随着横向风压增大,钢墩临界荷载呈减小趋势,下降速率与列车荷载强度及活载加载图式相关;钢墩临界荷载随着平面扭角增大呈减小趋势,具体使用时宜将扭转角度控制在0.5°以内,此外,平面扭转发生位置越低,对结构稳定影响越明显;钢墩临界荷载随几何初始缺陷增大呈下降趋势,不同类型缺陷对钢墩稳定的影响程度由大到小为双向缺陷、横向缺陷、纵向缺陷;考虑非线性影响时,双重非线性影响最大,材料非线性次之,几何非线性最小。

关键词：桥梁工程抢修钢墩稳定性 “临-永”转换应急使用线弹性非线性