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考虑结构非线性的铁路弹性车轮动态特性研究

中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 709-721页

作者：陈兆玮蒲前华龙权明尚婷王峙张军重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆市轨道交通(集团)有限公司重庆401120

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹... 详细信息

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹性橡胶材料的刚度特性;基于橡胶Yeoh本构模型,建立整体车轮、线弹性车轮、考虑材料非线性特性的弹性车轮(以下简称:非线性弹性车轮)以及同时考虑材料与接触非线性特性的弹性车轮(以下简称:接触弹性车轮)等四个动力学模型,研究四种车轮模型在轮轨垂向力激扰下车轮的动态规律,并探明橡胶材料参数对弹性车轮动态特性的影响.研究表明:弹性车轮能有效降低车轮垂向振动;线弹性车轮的端点和中点较之非线性弹性车轮分别最大增加10%和13%的变形量,且橡胶中点变形量小于端点变形量;线弹性车轮较之整体车轮最大能降低17%的垂向振动,非线性弹性车轮较整体车轮最大能降低22%的垂向振动,同时考虑橡胶材料非线性和接触非线性对弹性车轮的动态特性影响不显著;四种车轮振动主频均为3~5, 10以及22 Hz;弹性车轮的振动和变形量随材料硬度增加而增加.

关键词：铁路车辆弹性车轮橡胶非线性特性减振

重庆官栈河大桥主桥主墩基础锁口钢管桩围堰加固

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桥梁建设 2024年第1期54卷 148-154页

作者：钱骥荚瑞馨宋世杰杨纪鹏重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室重庆400074

重庆官栈河大桥主桥为(62+110+62)m三跨连续刚构桥,主墩基础采用锁口钢管桩围堰施工。围堰施工正常水位+325.300 m,施工期控制水位+330.500 m。在该桥主墩围堰完成四周锁口钢管桩插打及前4道内支撑安装后,因极端天气原因,长寿湖水位上涨... 详细信息

重庆官栈河大桥主桥为(62+110+62)m三跨连续刚构桥,主墩基础采用锁口钢管桩围堰施工。围堰施工正常水位+325.300 m,施工期控制水位+330.500 m。在该桥主墩围堰完成四周锁口钢管桩插打及前4道内支撑安装后,因极端天气原因,长寿湖水位上涨到+332.200 m,危及围堰安全。为解决钢管桩围堰的安全问题,提出采用水下施工内支撑的加固方案。待围堰内部水头与外部保持一致后,将已经插打的锁口钢管桩加高至标高+334.000 m,拆除已安装好的4道内支撑,重新安装6道内支撑。采用MIDAS Civil软件分别建立加固前、后钢管桩围堰结构有限元模型,分析钢管桩及内支撑的受力安全与稳定性。结果表明:施工控制水位+330.500 m下,围堰结构最大正应力由加固前的162.6 MPa下降到加固后的82.3 MPa,下降了49.3%;承载水位可从施工控制水位+330.500 m增加到目标控制水位+333.500 m,且强度和刚度等均留有一定储备。水下施工内支撑的加固方案可提升围堰的承载能力。该桥围堰加固后整体受力效果良好,已顺利完成承台浇筑施工。

关键词：刚构桥锁口钢管桩围堰加固有限元法桥梁施工

模拟酸雨侵蚀环境下悬臂抗滑桩耐久性极限寿命预测

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材料导报 2024年第5期38卷 191-198页

作者：靳红华任青阳肖宋强任小坤重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

为构建长期荷载及酸雨侵蚀耦合作用下悬臂抗滑桩耐久性极限寿命准则及服役寿命预测模型,通过开展酸雨单独侵蚀、弯拉荷载及酸雨耦合侵蚀作用下的混凝土中性化试验,构建了混凝土中性化深度多因素时程演化模型;其次通过修正混凝土中性化... 详细信息

为构建长期荷载及酸雨侵蚀耦合作用下悬臂抗滑桩耐久性极限寿命准则及服役寿命预测模型,通过开展酸雨单独侵蚀、弯拉荷载及酸雨耦合侵蚀作用下的混凝土中性化试验,构建了混凝土中性化深度多因素时程演化模型;其次通过修正混凝土中性化残量计算模型建立了抗滑桩桩身钢筋初锈时间模型;进一步结合现有钢筋锈蚀速率模型提出了抗滑桩耐久性极限寿命准则及服役寿命预测模型;最后基于控制变量法对桩体材料、桩体施工、外部环境及外部荷载等因素进行了参数研究。结果表明:弯拉荷载及酸雨侵蚀耦合作用下混凝土中性化深度与侵蚀时间、应力水平、模拟酸液酸度均呈正相关,混凝土中性化深度时变演化过程符合三阶段模式;利用所建悬臂抗滑桩耐久性极限寿命预测模型获得的预测值比易丽云建立的模型及黄新朋建立的模型预测值分别长17.52 a及12.47 a,所建模型具有较好的适用性,预测结果更为经济合理且符合工程实际;悬臂抗滑桩服役寿命与桩身混凝土保护层厚度、桩身混凝土强度、施工质量及外部侵蚀溶液pH值成正比,与桩身混凝土水灰比、桩身滑面处应力水平成反比。该研究结果对酸雨侵蚀作用下悬臂抗滑桩服役寿命评估具有重要的科学指导意义及实用价值。

关键词：悬臂抗滑桩弯拉荷载酸雨侵蚀环境中性化深度耐久性极限寿命准则服役寿命预测

基于格子玻尔兹曼方法的附壁型空化泡演化模拟

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水利水电科技进展 2024年第4期44卷 7-13页

作者：袁浩詹蝶宋翔孙倩重庆交通大学西南水利水运工程科学研究院重庆400074 重庆交通大学河海学院重庆400074

依托热流耦合格子玻尔兹曼方法,探究了壁面润湿性与液相黏滞系数对附壁型空化泡演化的影响,并基于双粒子分布函数的热流耦合伪势LBM空化模型对接触点开展了受力分析。结果表明:对于润湿性壁面,演化过程中动态接触角持续大于平衡态接触角... 详细信息

依托热流耦合格子玻尔兹曼方法,探究了壁面润湿性与液相黏滞系数对附壁型空化泡演化的影响,并基于双粒子分布函数的热流耦合伪势LBM空化模型对接触点开展了受力分析。结果表明:对于润湿性壁面,演化过程中动态接触角持续大于平衡态接触角,导致其产生的非平衡杨氏力在空化泡生长期间产生迟滞效应,而在溃灭期间则加速了接触点的坍缩;对于非润湿性界面,非平衡杨氏力引发的迟滞效应在溃灭初期减缓了空化泡接触点的坍缩,而在最终溃灭阶段由于界面的剧烈形变,非平衡杨氏力加速了接触点坍缩;溃灭时刻微射流体积与平衡态接触角的余弦函数之间存在指数关系;黏滞系数增大会减小微射流体积,同时延长空化泡演化时间。

关键词：附壁型空化泡接触点动力机制壁面润湿性黏滞系数格子玻尔兹曼方法

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新时代交通类高校“数智”融合下美育模式的构建与发展研究

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包装工程 2024年第10期45卷 430-440,449页

作者：杜涛李芝重庆交通大学重庆400074

目的探讨了新时代,尝试如何利用数智技术构建交通类高校的“智能+”美育模式。考虑到AIGC技术、虚拟现实等在艺术设计教育领域的应用前景广泛,旨在回应数智美育新挑战。方法结合理论研究和相关课程实践,采用多维视角,探索数智技术与美... 详细信息

目的探讨了新时代,尝试如何利用数智技术构建交通类高校的“智能+”美育模式。考虑到AIGC技术、虚拟现实等在艺术设计教育领域的应用前景广泛,旨在回应数智美育新挑战。方法结合理论研究和相关课程实践,采用多维视角,探索数智技术与美育融合的方式并持续改进以增强交通类高校的美育教学效果。方法包括现有文献分析法、课程案例实践探索与研究等。结果交通类高校数智美育的良好发展须关注的方面,包括兼顾美育教学规律,明确“智能+”美育愿景,指导美育工作的良性、可持续发展;构建虚拟美育教研室以沟通学校、社会和企业三方的美育资源,定期进行“智能+”美育研究与师资培训;明确“智能+”美育目标,专心打造交通类高校特色美育通识课程,并以AIGC等新技术为辅助进行美育课堂创新;结合交通类高校优势,融合跨学科专业促进高校美育持续向好发展。结论本研究强调高校美育引入数智技术以更新美育模式的重要性。须切实立足交通类高校的专业及学生情况,展开先统合、多调整、有节奏、分步骤、重体验、重文化和跟前沿等美育发展步伐,扎实推进“智能+”美育模式的探索。

关键词： “智能+”美育交通类高校美育创新美育模式

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基于声发射的张开型单裂隙岩石裂纹扩展行为特性研究

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 90-101页

作者：李修磊谢飞陈臣黄锋凌天清重庆交通大学山区公路水运交通地质减灾重庆市高校重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

裂隙形态对岩石力学性能和裂纹扩展行为有重要影响,为此分别针对完整花岗岩试样和不同预制裂隙倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°)的花岗岩试样开展了单轴压缩试验,并同步进行了声发射监测和高清摄像记录。试验测试结果表明... 详细信息

裂隙形态对岩石力学性能和裂纹扩展行为有重要影响,为此分别针对完整花岗岩试样和不同预制裂隙倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°)的花岗岩试样开展了单轴压缩试验,并同步进行了声发射监测和高清摄像记录。试验测试结果表明,随着裂隙倾角的增大,岩石的裂纹起裂角度逐渐减小,岩石的峰值强度、起裂应力和峰值应变均呈逐渐增大趋势,而弹性模量呈现出先增大后减小的变化规律;岩石应力-应变关系曲线的初始压密段和线弹性段对应声发射平静期,荷载超过起裂应力后声发射进入发展期,荷载接近峰值强度时声发射处于高峰期直到岩石完全破坏;裂隙倾角越大,声发射高峰期的持续时间越长,累计振铃计数越多,岩石峰值强度与累计振铃计数之间有良好的线性关系,并量化了裂隙形态对岩石强度损伤影响规律;随着裂隙倾角的增大,岩石的破裂模式由剪切断裂逐渐向张拉断裂过渡。根据岩石轴向应力与累计声发射撞击数之间的关系曲线,并结合岩石起裂应力的计算方法,计算值略大于摄像观测值,二者之间的误差范围介于1.7%~6.9%,表明起裂应力的计算方法是合理的。上述成果对深入研究裂隙岩体的工程性质和破坏模式具有重要参考意义。

关键词：裂隙岩石力学性能声发射破裂模式起裂应力

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压缩荷载作用下岩石类材料裂缝扩展预测理论的改进及验证

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河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 163-172页

作者：李修磊刁航陈臣黄锋凌天清曾彬重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

目的为提高岩石类材料裂缝扩展预测的准确性,弥补传统最大周向应力准则(MTS准则)未考虑裂缝尖端应力场非奇异应力项(T应力)和裂缝几何特性的缺陷,方法基于传统MTS准则,考虑T应力和裂缝几何特性对裂缝尖端应力场的影响,建立一种新的岩石... 详细信息

目的为提高岩石类材料裂缝扩展预测的准确性,弥补传统最大周向应力准则(MTS准则)未考虑裂缝尖端应力场非奇异应力项(T应力)和裂缝几何特性的缺陷,方法基于传统MTS准则,考虑T应力和裂缝几何特性对裂缝尖端应力场的影响,建立一种新的岩石非闭合裂缝断裂准则。采用中心含有非闭合裂缝的岩石试件进行单轴压缩试验,将准则预测值同试验测得起裂角θ比较,分析引入裂缝几何特性和T应力后对裂缝起裂情况以及裂缝尖端应力场的影响,检验本文准则的合理性。结果研究表明:仅引入裂缝几何特性,裂缝宽长比(b/a)增加,会促使应力强度因子KI增加,导致裂缝尖端受拉伸作用形成张拉裂缝,使得复合型断裂中的I型开裂增多;同时引入裂缝几何特性和T应力时,裂缝宽长比(b/a)增加会引起裂角θ减小和最大周向应力(σθ)_(max)增加;且引入T应力后,起裂角θ和起裂荷载更加接近实际值,此时T应力起抑制裂缝起裂作用,且起裂角θ伴随裂缝倾角β增大逐渐由正倾开裂过渡为反倾开裂。结论采用引入T应力和裂缝几何特性的裂缝断裂准则能更精确预测裂缝倾角β为0°~60°时的起裂角θ。

关键词：断裂准则非闭合裂缝 T应力裂缝几何特性起裂角

不饱和聚酯树脂固化磷石膏强度形成机制及微观特性研究

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应用化工 2024年

作者：邹萌何兆益唐亮秦猛方宗泉唐家璇重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学交通运输学院

选用不饱和聚酯树脂（UPR）、过氧化甲乙酮固化剂（固化剂）、异辛酸钴促进剂（促进剂）对磷石膏进行稳定固化。研究不同UPR、固化剂掺量对磷石膏固化体各龄期抗压强度的影响；通过SEM与FTIR分析磷石膏固化体强度形成机制及微观形貌；采... 详细信息

选用不饱和聚酯树脂（UPR）、过氧化甲乙酮固化剂（固化剂）、异辛酸钴促进剂（促进剂）对磷石膏进行稳定固化。研究不同UPR、固化剂掺量对磷石膏固化体各龄期抗压强度的影响；通过SEM与FTIR分析磷石膏固化体强度形成机制及微观形貌；采用ICP-MS对磷石膏固化体进行浸出毒性分析。研究表明：磷石膏固化体各龄期抗压强度随着UPR掺量增加而增大；随着固化剂掺量的增加，磷石膏固化体抗压强度呈先增后减的趋势；磷石膏固化体抗压强度前期增长较快，后期增长较慢。磷石膏固化体最佳配合比为磷石膏100%、UPR外掺35%、固化剂外掺0.8%、促进剂外掺0.4%，其3d、7d和28d抗压强度分别为30.8MPa、36.3MPa和37.2MPa。UPR填充了磷石膏间的孔隙，紧密包裹住磷石膏并相互粘结，通过固化剂和促进剂引发的共聚反应快速凝固，生成的高分子三维交联网状结构使固化内部结构致密，形成了离子不易被交换的内部结构。磷石膏固化体浸出F-、PO43-和其他重金属离子浓度均满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》中Ⅰ级排放标准要求。

关键词：磷石膏不饱和聚酯树脂固化作用机理分析浸出毒性

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基于格子玻尔兹曼方法的附壁空化泡演化模拟

水利水电科技进展 2024年

作者：袁浩詹蝶宋翔孙倩重庆交通大学河海学院重庆交通大学西南水利水运工程科学研究院

依托热流耦合格子玻尔兹曼方法，探究了壁面润湿性与液相黏滞系数对附壁型空化泡演化的影响，并基于双粒子分布函数的热流耦合伪势LBM空化模型对接触点开展了受力分析。结果表明：对于润湿性壁面，演化过程中动态接触角持续大于平衡态... 详细信息

依托热流耦合格子玻尔兹曼方法，探究了壁面润湿性与液相黏滞系数对附壁型空化泡演化的影响，并基于双粒子分布函数的热流耦合伪势LBM空化模型对接触点开展了受力分析。结果表明：对于润湿性壁面，演化过程中动态接触角持续大于平衡态接触角，导致其产生的非平衡杨氏力在空化泡生长期间产生阻滞效应，而在溃灭期间则加速了接触点的坍缩；对于非润湿性界面，非平衡杨氏力引发的阻滞效应在溃灭初期减缓了空化泡接触点的坍缩，而在最终溃灭阶段由于界面的剧烈形变，非平衡杨氏力加速了接触点坍缩；溃灭时刻微射流体积与平衡态接触角的余弦函数值之间存在指数关系；黏滞系数增加会减小微射流体积，同时延长空化泡演化时间。

关键词：附壁空化泡接触点动力机制壁面润湿性黏滞系数格子玻尔兹曼方法