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SCC灌注过程中轨道板变形与扣压装置受力特性分析

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北京交通大学学报 2024年第1期48卷 106-114页

作者：张浩楠张艳荣吴楷高亮张爽丁一北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

针对自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,SCC)灌注过程中出现的轨道板上浮以及扣压装置受力过大的问题,基于耦合的欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian, CEL)方法,建立直线地段CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注过程的... 详细信息

针对自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,SCC)灌注过程中出现的轨道板上浮以及扣压装置受力过大的问题,基于耦合的欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian, CEL)方法,建立直线地段CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注过程的流固耦合模型,从理论上研究不同施工参数对自密实混凝土灌注过程的影响规律和机理,重点分析漏斗高度、漏斗数量等参数对填充率、轨道板垂向和横向位移以及扣压装置受力等关键指标的影响.研究结果表明:漏斗高度与数量的增加均会减少灌注时间、提高施工效率,且增加漏斗数量的效果更明显;单孔灌注时的轨道板最大垂向位移出现在板边中部,双孔灌注时出现在观察孔附近,而最大横向位移仅出现在扣压装置附近;增加漏斗高度导致自密实混凝土对轨道板的压强增大,因而轨道板垂向与横向位移增加,扣压装置的垂向和横向力均增大;与单孔灌注相比,双孔灌注时轨道板上浮量、横向位移以及扣压装置受力明显增大.

关键词：无砟轨道数值模拟自密实混凝土 CEL方法漏斗高度漏斗数量

基于CEL方法的瓷砖智能化铺贴质量数值分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 268-278页

作者：吴楷张艳荣孔祥明张浩楠李大林雷霆北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 清华大学土木工程系北京100084

基于耦合的欧拉-拉格朗日方法(CEL方法)建立瓷砖-瓷砖胶-混凝土流固耦合施工模型,模拟研究机器人的布料方式、布料管数和荷载类型对瓷砖回弹量、接触面积、缺陷分布等铺贴质量指标的影响规律和机理。研究结果表明:与垂直布料相比,水平... 详细信息

基于耦合的欧拉-拉格朗日方法(CEL方法)建立瓷砖-瓷砖胶-混凝土流固耦合施工模型,模拟研究机器人的布料方式、布料管数和荷载类型对瓷砖回弹量、接触面积、缺陷分布等铺贴质量指标的影响规律和机理。研究结果表明:与垂直布料相比,水平布料瓷砖胶的塑性变形较小,胶条形态保持稳定且呈等间距分布。布料管数增加对瓷砖回弹量与接触面积均无影响,但会使瓷砖-瓷砖胶的界面缺陷明显变窄且分布更加均匀。相较于单一的直压荷载,耦合垂直振动荷载引起的不均匀塑性变形导致瓷砖回弹量和瓷砖-瓷砖胶接触面积同时降低;而耦合剪切振动荷载既有利于消除瓷砖回弹量又能显著增大瓷砖-瓷砖胶接触面积,有效减少界面缺陷。

关键词： CEL方法智能化施工铺贴质量数值分析

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湿陷性黄土地基大跨度桩基承载特性模型试验

西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 93-100页

作者：刘小华廖红建李明泽刘少华李杭州广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010 西安交通大学城市学院土木建筑工程学院陕西西安710018 西安交通大学人居环境与建筑工程学院陕西西安710049

城市车辆段上盖开发工程中的大跨度桩基具有单桩竖向承载较大、桩间大跨度范围内土体受荷较小的特点。以西安地铁某车辆段大跨度桩基为研究对象,制备人工湿陷性黄土作为相似材料,开展了湿陷性黄土地层大跨度桩基的室内模型试验,研究大... 详细信息

城市车辆段上盖开发工程中的大跨度桩基具有单桩竖向承载较大、桩间大跨度范围内土体受荷较小的特点。以西安地铁某车辆段大跨度桩基为研究对象,制备人工湿陷性黄土作为相似材料,开展了湿陷性黄土地层大跨度桩基的室内模型试验,研究大跨度桩基在湿陷性黄土地层中的荷载传递机制与变形规律。结果表明:制备的人工湿陷性黄土与现场原状黄土性质接近,将其应用于模型试验时可以得到良好的效果;大跨度桩基在未浸水时,荷载沉降曲线为陡降型,桩身轴力在桩顶附近显著下降,未达到极限承载力时,桩顶沉降、桩端阻力线性增大;在黄土浸水湿陷后,桩身轴力沿埋深方向呈“D”字型分布,随着浸水时间的增加,桩顶沉降、桩端阻力先缓慢增加后显著增加,中性点位置不断向桩身下部移动。

关键词：湿陷性黄土桩基模型试验负摩阻力

基于CFD-DEM的流-固耦合数值建模方法研究进展

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 17-32页

作者：蔡国庆刁显锋杨芮王北辰高帅刘韬城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

随着土体渗流侵蚀研究的逐渐深入,对土颗粒流失和变形破坏机理的研究方法呈现出多尺度的特点。其中,计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)为在细观尺度上研究流-固耦合相互作用对土体宏观力学特性的影响提供了一种行之有效的方法。针对... 详细信息

随着土体渗流侵蚀研究的逐渐深入,对土颗粒流失和变形破坏机理的研究方法呈现出多尺度的特点。其中,计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)为在细观尺度上研究流-固耦合相互作用对土体宏观力学特性的影响提供了一种行之有效的方法。针对CFD-DEM耦合方法在岩土工程领域应用现状,本文系统总结现有流-固耦合计算方法的优缺点,重点论述CFD-DEM耦合方法的建模策略,包括固相颗粒形状建模与粒间接触模型、流体相控制方程及参数计算方法,以及CFD-DEM耦合计算,并就相关问题进行深入探讨,最后提出了CFD-DEM耦合方法未来的发展方向。

关键词： CFD-DEM 流-固耦合颗粒建模流体建模流-固相互作用力

基于线性结构模型的古塔刚度中心识别方法研究

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工程力学 2024年第6期41卷 154-163,201页

作者：曹笑楠杨娜白凡北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

基于动力测试的古塔结构状态评估是其预防性保护工作的重要一环。该文结合动力测试方法,提出了一种基于线性结构模型进行古塔刚度中心识别的方法。基于偏心结构动力学理论凝练了非同轴刚度偏心的古塔计算模型与特征方程;基于Bayesian理... 详细信息

基于动力测试的古塔结构状态评估是其预防性保护工作的重要一环。该文结合动力测试方法,提出了一种基于线性结构模型进行古塔刚度中心识别的方法。基于偏心结构动力学理论凝练了非同轴刚度偏心的古塔计算模型与特征方程;基于Bayesian理论线性结构识别模型的推导及Gibbs抽样开展了结构物理参数识别,并结合经典算例对识别结果进行了验证;将该方法应用到我国重点保护文物开元寺塔的刚度中心识别中。

关键词：古塔结构刚度中心线性结构识别模型 Bayesian理论物理参数识别

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新型波形钢腹板组合箱梁畸变效应

中国铁道科学 2024年第1期45卷 89-98页

作者：秦翱翱刘世忠马驰贡保甲蔡明昊枣庄学院城市与建筑工程学院山东枣庄277160 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合... 详细信息

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合箱梁与传统CSW组合箱梁的畸变性能,以及截面高度、箱室宽度和钢底板厚度对新型CSW组合箱梁畸变效应的影响。结果表明:解析解计算得到的畸变正应力与有限元模型计算的结果吻合较好,畸变角的变化规律与有限元模型计算结果一致;与传统CSW组合箱梁相比,新型CSW组合箱梁的畸变翘曲刚度减小了38.89%,畸变框架刚度减小了71.84%,抗畸变能力减弱;随着截面高度和箱室宽度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角和跨中畸变双力矩均逐渐增大,且箱室宽度的影响更为明显;随着钢底板厚度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角逐渐减小,跨中畸变双力矩逐渐增大。

关键词：波型钢胶板组合箱梁单箱多室畸变效应畸变控制微分方程边界条件畸变性能

台风作用下轻钢屋面自攻钉节点的静力-疲劳统一设计模型

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 67-71页

作者：杨娜白凡刘威葛瀚文北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学北京市结构风工程与城市风环境重点实验室北京100044

对已受疲劳损伤的V125型屋面板自攻钉节点进行静力拉伸试验,获得该类节点在不同幅值疲劳加载作用后的剩余承载力,并分析其在受静载作用下的损伤演化过程,提出了风致疲劳作用下的承载力折减及退化系数计算方法,建立了静力-疲劳统一设计模... 详细信息

对已受疲劳损伤的V125型屋面板自攻钉节点进行静力拉伸试验,获得该类节点在不同幅值疲劳加载作用后的剩余承载力,并分析其在受静载作用下的损伤演化过程,提出了风致疲劳作用下的承载力折减及退化系数计算方法,建立了静力-疲劳统一设计模型.根据实验结果,推导拟合了风速与风致疲劳折减系数的相关关系.根据我国沿海11个城市的台风风速概率信息,给出了适用于相应城市的V125型自攻钉节点的静力-疲劳承载力退化模型.结果表明:V125型自攻钉节点的疲劳极限为其静力极限承载力的20%;在风致疲劳作用下,中国台北的轻钢屋面自攻钉节点的疲劳损伤折减系数最大,上海地区自攻钉节点的疲劳损伤折减系数最小.

关键词：轻钢屋面系统自攻钉节点风致疲劳设计方程

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寒旱环境灌木根系增强春融期边坡稳定性影响

科学技术与工程 2024年第12期24卷 5096-5103页

作者：高英马艳霞张吾渝张小荣杨丰华西安交通大学城市学院土木建筑工程系西安710018 青海大学土木工程学院西宁810016 青海省交通规划设计研究院有限公司西宁810000

春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响。结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻... 详细信息

春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响。结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻融界面发生平面状滑塌;相比于素土边坡,春融期(3月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约69.65%,春融期(4月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约71.88%,且根-土复合体边坡位移的减少量随着α角的增大而呈增大趋势,表现出根系伸入冻融界面处时具有较强的固土能力;当根系与冻融界面夹角α由45°增大至90°时,根-土复合体边坡的安全系数呈增长趋势,且根系与边坡冻融界面垂直时,根系具有相对最大限度地增强春融期边坡固土护坡作用,可有效提高春融期边坡的稳定性。研究成果为探讨冻融界面处植物根系对春融期边坡稳定性具有理论研究价值和实际指导意义。

关键词：根-土复合体水热力耦合冻融界面边坡稳定性

圆锥形中空夹层钢管混凝土构件压弯扭承载力计算理论研究

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工程力学 2024年

作者：刘向宏宋崟瑄王亚晨孙清王建涛西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安建筑科技大学土木工程学院

面向复杂受力下大功率海上风电新型支撑结构承载力计算需求，基于统一强度理论的厚壁圆筒弹塑性解推导了适用于圆锥形中空夹层钢管混凝土（TCFDST）构件的轴压承载力计算公式，揭示了中间主应力系数取值对关键参数（筒身锥度、空心率、... 详细信息

面向复杂受力下大功率海上风电新型支撑结构承载力计算需求，基于统一强度理论的厚壁圆筒弹塑性解推导了适用于圆锥形中空夹层钢管混凝土（TCFDST）构件的轴压承载力计算公式，揭示了中间主应力系数取值对关键参数（筒身锥度、空心率、径厚比、材料强度等）影响下承载力的变化规律，并给出其建议取值。以截面内力平衡方程为基础，提出了适用于计算TCFDST构件抗弯承载力的极限状态法，分析了极限状态法与基于规范(T/CCES 7-2020)修正的压弯承载力公式计算N-M相关性曲线的适用性。基于统一强度理论推导了适用于TCFDST构件抗扭承载力的分层积分法，分析了不同中间主应力系数取值与采用Von Mises屈服准则和规范(T/CCES 7-2020)所得N-T曲线的对应关系。结合TCFDST构件在不同轴压比、弯扭比下的压弯扭数值模拟结果构建了压弯扭承载力三维曲面方程，给出了方程系数随空心率、筒身锥度及长细比的函数关系，对比分析了现有文献方法的计算精度。本文研究结果可对TCFDST构件在风电工程的工程应用提供有益参考依据。

关键词：圆锥形中空夹层钢管混凝土构件压弯扭承载力统一强度理论极限状态法分层积分法三维曲面方程法