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碳酸水环境下隧道水泥基材料的抗侵蚀特性

建筑材料学报 2024年第5期27卷 408-417页

作者：李康邹敏王希谢永江刘娟红中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道系统全国重点实验室北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

对比了多种水泥基材料在碳酸水加速侵蚀前后的抗压强度、材料内部的物相迁移和孔结构特征.结果表明:碳酸水侵蚀后水泥基材料强度的发展受到限制,Ca(OH)_(2)和CaCO_(3)含量同时降低,孔径粗化且有害孔的比例增大;以水化硅酸钙凝胶和Ca(OH)... 详细信息

对比了多种水泥基材料在碳酸水加速侵蚀前后的抗压强度、材料内部的物相迁移和孔结构特征.结果表明:碳酸水侵蚀后水泥基材料强度的发展受到限制,Ca(OH)_(2)和CaCO_(3)含量同时降低,孔径粗化且有害孔的比例增大;以水化硅酸钙凝胶和Ca(OH)_(2)为主要水化产物的胶凝体系最容易受到碳酸水的侵蚀,且Ca(OH)_(2)含量越高,水泥基材料抗碳酸水侵蚀的能力越弱;以钙矾石为主要水化产物的胶凝体系抗碳酸水侵蚀的能力明显增强.

关键词：隧道水泥基材料碳酸水侵蚀物相分析孔结构 Rietveld法

有界流场中潜艇水压场特性的预报方法和重要特征

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兵工学报 2024年第2期45卷 527-540页

作者：邓辉张志宏易文彬王尔力海军工程大学基础部湖北武汉430033

潜艇水压场特性是信息化海战场的重要信息源。基于势流理论研究潜艇水压场特性的工程简化预报方法,构建基于兰金体线型的解析模型和基于回转体线型的数值模型,预估多种线型的潜艇水压场特性,并在验证性研究基础上,揭示潜艇线型、潜深等... 详细信息

潜艇水压场特性是信息化海战场的重要信息源。基于势流理论研究潜艇水压场特性的工程简化预报方法,构建基于兰金体线型的解析模型和基于回转体线型的数值模型,预估多种线型的潜艇水压场特性,并在验证性研究基础上,揭示潜艇线型、潜深等因素对潜艇水压场负压峰值、负压持续时间等重要特征的影响规律。研究结果表明:随着潜深增大,潜艇水压场负压区形状由单峰值的V形逐渐变为U形,甚至双峰值的W形,线型、潜深等因素对重要特征的影响逐渐增强;同一潜深下,随着航速增大,负压持续时间均呈现先突增、后缓降规律,且无论艇体胖瘦,其水压场重要特征在1倍艇长的横距外均已衰减,即该横距外水雷已难以捕捉其目标特性。

关键词：潜艇水压场建模方法特性预报负压持续时间负压峰值

振动压实中后期振动轮与压实路面的接触非线性动力学研究

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振动工程学报 2024年第7期37卷 1161-1168页

作者：刘景旭路永婕王建西商祥志石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 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

在考虑随振土体质量的基础上,建立三自由度振动压路机-土耦合动力学模型,通过分析振动轮的时频域图、Poincaré截面图、最大Lyapunov指数和轮-土动态接触力等响应,研究振动压路机振动轮在压实过程中的非线性动力学响应特性。数值仿真结... 详细信息

在考虑随振土体质量的基础上,建立三自由度振动压路机-土耦合动力学模型,通过分析振动轮的时频域图、Poincaré截面图、最大Lyapunov指数和轮-土动态接触力等响应,研究振动压路机振动轮在压实过程中的非线性动力学响应特性。数值仿真结果表明,随着路基压实度的增大,振动轮由单一周期运动演变为多周期运动,最终进入混沌状态;在演变过程中,振动轮加速度的频域特征由最初的单一基频向基频伴随有整倍频谐波过渡,最终以基频和1/2倍次谐波为主要部分;在进入混沌状态后减小激振力和增大激振频率都可以使混沌状态退化至近似单一周期运动,其中减小激振力对响应特征的影响为:频域响应存在较弱的1/3倍、2/3倍及高倍次谐波;而增大激振频率对响应特征的影响为:振动轮压实运动的单一周期更为明显。

关键词：非线性振动振动轮振动压实非线性接触混沌

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对拉钢筋对管幕预筑结构偏压构件受力性能影响研究

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隧道建设（中英文） 2024年第6期44卷 1174-1183页

作者：宋玉香郑永翔张艳青许伯宁刘勇石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为研究对拉钢筋的直径及布设位置对管幕预筑结构偏压性能的影响,设计3根设置对拉钢筋和3根不设置对拉钢筋的管幕预筑结构构件,并进行3种不同偏心距的室内加载试验,重点考察构件的破坏形态、荷载-挠度关系和极限承载力;建立与试验对应的... 详细信息

为研究对拉钢筋的直径及布设位置对管幕预筑结构偏压性能的影响,设计3根设置对拉钢筋和3根不设置对拉钢筋的管幕预筑结构构件,并进行3种不同偏心距的室内加载试验,重点考察构件的破坏形态、荷载-挠度关系和极限承载力;建立与试验对应的数值模型,通过计算结果和试验结果的对比验证模型的可靠性,并得到构件极限承载力随对拉钢筋直径及布设位置的变化规律。研究表明:1)在管幕预筑结构偏压构件中设置对拉钢筋连接件能有效提高钢管幕的受力参与程度,增强钢板与混凝土的组合作用,从而提高构件的承载能力和变形能力。2)构件的极限承载力随对拉钢筋直径的增大而增大。3)对拉钢筋的布置位置对结构的强度及刚度影响较小,在小偏心受压条件下布置在构件变截面最大跨度、大偏心受压条件下布置在构件变截面与平截面交接处时,构件的极限承载力相对更佳。

关键词：管幕预筑结构连接件对拉钢筋偏压构件数值模拟承载力

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面向多复杂场景环境的敞车车号辨识研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1162-1169页

作者：薛峰于国丞李世杰凌烈鹏张峰峰陈峰炜中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 苏州大学机电工程学院江苏苏州215021

针对现有敞车车号定位识别方法存在的环境适应性差、定位和识别精度低的问题,本文提出一种面向多种复杂环境下的敞车车号精准定位和识别的方法。搭建融合多尺度特征信息的敞车车号定位模型框架,在此基础上,融合多尺度金字塔特征进行深... 详细信息

针对现有敞车车号定位识别方法存在的环境适应性差、定位和识别精度低的问题,本文提出一种面向多种复杂环境下的敞车车号精准定位和识别的方法。搭建融合多尺度特征信息的敞车车号定位模型框架,在此基础上,融合多尺度金字塔特征进行深度可分离卷积的敞车车号特征提取网络设计。提出基于改进卷积循环神经网络的车号定位识别模型,主要针对识别网络模型结构进行设计。通过不同环境下采集的敞车车厢图片对本文提出的方法进行验证。结果表明:本文提出的车号定位方法的准确率为0.94,车号识别的准确率为0.97。

关键词：车号定位深度可分离卷积特征提取改进卷积循环神经网络特征金字塔字符识别铁路货运深度学习

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冻土地区铁路路基主动供热防冻胀方法现场试验研究

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铁道学报 2024年第4期46卷 156-166页

作者：胡田飞张宗凯张晓东何宝华王力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 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制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 国能新朔准池铁路(山西)有限责任公司山西朔州036002

路基冻胀是冻土地区铁路运营的顽疾,在防排水、土质改良和保温等措施难以消除冻胀的情况下,人工供热是一种备选方案。依托准池铁路K44+970—K45+020冻害路段,设计基于地源热泵的分布式供热方案,建设1个长度为20 m的现场试验段。在2021—... 详细信息

路基冻胀是冻土地区铁路运营的顽疾,在防排水、土质改良和保温等措施难以消除冻胀的情况下,人工供热是一种备选方案。依托准池铁路K44+970—K45+020冻害路段,设计基于地源热泵的分布式供热方案,建设1个长度为20 m的现场试验段。在2021—2022年冬季开展1个冻融周期的供热试验,基于监测数据对热泵换热温度、路基温度场、冻结深度、轨道变形量等指标进行分析。研究结果表明:热泵的供热温度可达50℃以上,热源品位高且供热量稳定。供热试验段内路基冻结范围和温度极值比天然工况显著减小,线路中心处最大冻结深度由148 cm减小为88 cm,冻结锋面保持在地下水毛细迁移高度以上。试验段路基横向冻结深度差值由天然条件的49 cm减小为13 cm,有利于消除横向冻胀差异引起的水平不平顺。试验段纵向上的冻结深度差值基本控制在20 cm以内,可以避免次生高低不平顺。天然路基呈先发育深层冻胀、后在降雪融水入渗时发育浅层冻胀的规律,最大冻胀量达9.4 mm。试验段内路基未发育深层冻胀,且浅层冻胀量得到有效控制,轨道变形量控制在±3 mm以内,没有超出作业验收管理值,有效缓解了试验段冻害问题。

关键词：路基冻胀分布式供热系统地源热泵供热温度温度场冻结深度冻胀量

基于优化变分模态分解的混凝土浅层空洞病害识别

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振动与冲击 2024年第14期43卷 91-102页

作者：赵维刚石壮杨勇田秀淑鞠景会李一凡石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学材料科学与工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立... 详细信息

针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立了混凝土浅层空洞病害的理论模型,仿真了不同工况下的病害特征频率及其变化规律;提出了基于IVMD的信号分解方法,设计了基于Tent混沌与柯西变异优化的麻雀搜索算法联合搜索变分模态分解的关键参数k和α,在最佳分解的基础上提出了基于自相关函数图形、相关系数、衰减系数与频域分布情况的浅层空洞病害本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)识别方法;选取幅值衰减评估了特征IMF的衰减速度,得出了基于振动衰减特征的空洞病害识别方法;通过预埋病害模型试验对比分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,基于IVMD的分解方法能够有效降低噪声及其他成分的干扰,提高空洞病害识别精度和准确度。

关键词：病害检测优化麻雀搜索算法优化变分模态分解(IVMD) 时域衰减速度声振法

格栅节点加强对风积沙筋土界面力学性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 172-187页

作者：杜炜聂如松谭永长张杰祁延录赵春彦中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 新疆铁道勘察设计院有限公司新疆乌鲁木齐830011

在普通双向土工格栅上附加节点,可形成具有立体加筋效果的加强节点土工格栅。在普通双向土工格栅加筋风积沙拉拔试验和离散元数值模型的基础上,构建加强节点土工格栅加筋风积沙的三维离散元拉拔模型,研究加强节点排布方式、厚度、数量... 详细信息

在普通双向土工格栅上附加节点,可形成具有立体加筋效果的加强节点土工格栅。在普通双向土工格栅加筋风积沙拉拔试验和离散元数值模型的基础上,构建加强节点土工格栅加筋风积沙的三维离散元拉拔模型,研究加强节点排布方式、厚度、数量、相邻节点间距对筋土界面力学性能的影响。研究结果表明:在节点上侧加强、节点下侧加强和节点上、下两侧同时加强的排布方式中,上下两侧同时加厚对极限拉拔阻力和界面摩擦角的增幅最大;加强节点可优化土工格栅的加筋性能;当节点布置方式不变时,加强节点厚度和节点数量均与极限拉拔阻力增量呈现出良好的线性相关性;与普通土工格栅相比,加强节点土工格栅的剪切带范围更大,且限制土体位移的能力更强;当多个节点同时工作且相邻节点的间距较小时,相邻节点的影响区域互相重叠,使节点提供的极限拉拔阻力增量降低,产生节点群体效应;随着相邻节点的间距增大,节点影响区域的重叠范围减少,群体效应逐渐减弱。

关键词：土工格栅风积沙拉拔试验加强节点离散元

高频冻融循环作用下冰碛土强度劣化预测模型的研究

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冰川冻土 2024年第2期46卷 602-611页

作者：范金珂岳祖润韩子豪孙铁成胡田飞张松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

为探究高频冻融循环对冰碛土力学性质的影响,并建立高频冻融循环作用下冰碛土强度劣化的预测模型,以高寒高海拔地区冰碛土为研究对象,通过室内高频冻融循环试验及不固结不排水三轴试验,探究高频冻融循环次数和初始含水率对冰碛土破坏强... 详细信息

为探究高频冻融循环对冰碛土力学性质的影响,并建立高频冻融循环作用下冰碛土强度劣化的预测模型,以高寒高海拔地区冰碛土为研究对象,通过室内高频冻融循环试验及不固结不排水三轴试验,探究高频冻融循环次数和初始含水率对冰碛土破坏强度的影响规律,并基于试验数据和BP神经网络建立相应的预测模型,同时引入群智能优化算法对模型进行改进。研究结果表明:(1)高频冻融循环作用对冰碛土强度有着很大影响,在不同试验条件下,冰碛土强度劣化范围为30%~40%,且经过15~20次高频冻融循环后冰碛土强度劣化趋于稳定。(2)利用SSA-BP神经网络模型可反映高频冻融循环次数、初始含水率、围压与冰碛土破坏强度之间复杂的非线性关系,且预测误差明显小于BP神经网络模型,预测结果更加准确。(3)将SSA-BP神经网络模型与线性拟合采用的Logistic模型对比验证发现两者吻合度较高,进一步说明了SSA-BP模型的准确性。研究成果可为高寒高海拔地区的工程稳定性评价提供重要参数。

关键词：冰碛土高频冻融循环破坏强度 SSA-BP