基于响应面法的碎石道床离散元模型参数研究（英文）

目的:采用响应面方法研究特级道砟休止角的离散元参数仿真试验,建立多次回归模型并对其进行优化,以及对道砟接触参数进行优选。通过多参数的响应面法为碎石道床离散元参数的快速标定提供有效途径。创新点:1.基于响应面法对离散元道砟接触参数进行统计分析,提出道砟最优参数的回归方程及回归曲面。2.以道砟堆积体在多个正交平面的均值为道砟休止角,构建基于一致线性描述方式的道砟休止角实测试验与离散元仿真试验。3.提出道砟参数的动态标定思想。方法:1.通过道砟休止角的室内试验,测量出道砟休止角度的有效均值。2.以实测结果为目标,采用响应面法对道砟离散元仿真参数进行优选。3.验证所提方法的可行性和有效性。结论:1.通过采用休止角的4个正交面取均值的方法对中国特级道砟休止角进行实测所得到的平均值为(39.78±1.27)°。2.以实测结果为目标,采用响应面方法对特级道砟离散元仿真参数进行优选,由方差分析可得2个显著的一次项参数(静摩擦系数和滚动摩擦系数)以及多个显著的多次项参数组合;最优参数组合为:泊松比为0.24,密度为2600 kg/m~3,杨氏模量为5.45×1010 Pa,碰撞恢复系数为0.72,静摩擦系数为0.56,滚动摩擦系数为0.27。3.利用特级道砟离散元最优参数建立了离散元轨排模型,并进行了轨枕横向阻力试验;仿真结果与室内试验实测阻力曲线趋势基本一致,表明响应面法获得的接触参数取值可用于碎石道床相关的离散元仿真。     

基于PFC2D黏性土与混凝土接触面剪切试验研究

基于颗粒离散元理论、单轴及双轴压缩试验可获得混凝土及土体细观强度参数,将其应用到黏性土与混凝土直剪试验中。研究表明：PFC^2D软件能够从细微观尺度揭示土体-混凝土两种不同材料界面处剪切破坏机制,直剪试样经历了四阶段,分别为弹性阶段、弹塑性阶段、强度软化阶段及残余强度阶段;接触界面裂纹的快速贯穿是导致强度软化的主因,在直剪试验加载过程中接触界面及离界面较近区域土体会随混凝土一起变形,直至试样达到土体抗剪强度为止。     

散粒体道床在对称位移循环加载下的纵向阻力性能（英文）

目的:研究散粒体道床在纵向反复荷载下的阻力性能及变化规律是深入理解有砟轨道无缝线路动态服役性能和辨识无缝线路在循环荷载作用下的受力变形机理的基础。本文旨在利用室内足尺试验模型及专用加载系统,分析散粒体道床受循环位移荷载时的纵向阻力性能,探索不同位移加载幅值对有砟道床纵向阻力的影响。创新点:1.利用有砟轨道结构足尺试验模型及循环加载装置,测试循环荷载下的道床纵向阻力-位移滞回曲线;2.根据循环加载试验曲线,构建滞回模型,刻划散粒体道床的纵向承载和传力性能。方法:1.通过试验分析,得到散粒体道床在周期性荷载作用下的力-位移曲线(图6、8和10);2.基于试验数据,分析散粒体道床在周期性荷载下的滞回准则,得到不同位移幅值下滞回曲线的演化规律(图7、9和11);3.通过图像识别技术,对周期性荷载作用下道砟颗粒的运动规律进行分析,从散粒体道床的细观作用机理分析宏观力学表现(图16~18)。结论:1.散粒体道床在循环往复荷载下的纵向阻力-位移曲线为一条封闭的滞回曲线,且存在明显的耗能现象;2.在位移幅值保持不变的循环过程中,散粒体道床表现出一种循环软化行为;3.位移幅值不同,道床纵向阻力的衰减率不同,且位移越大,退化效应越明显。     

基于多指标融合的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道层间脱空两阶段识别（英文）

目的：无砟轨道层间损伤削弱了轨道结构的整体刚度,有可能影响列车运行的平稳性和安全性。本文旨在分析层间损伤对轨道板振动响应的影响规律,构建一种快速精准的损伤识别方法,以期为无砟轨道层间损伤识别提供参考。创新点：1.基于振动响应的特征指标,提出无砟轨道层间脱空损伤的两阶段识别方法;2.建立精细化有限元仿真模型,实现对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土损伤的准确识别。方法：1.利用室内足尺模型试验验证含层间脱空损伤的板式无砟轨道有限元模型的合理性（图8）;2.通过仿真模拟,获取时域和频域内对层间脱空敏感的损伤特征指标（图10、12和13）;3.运用D-S证据融合理论对多个损伤特征指标进行融合,并采用包括损伤区域大致识别（阶段I）和精确识别（阶段Ⅱ）的两阶段识别方法实现对自密实混凝土损伤区域的识别（图24和25）。结论：1.从时域和频域提取的5个损伤指标可全面反映隐藏在振动信号中的损伤信息,但仅使用单一损伤指标很难保证识别的准确性。2.证据理论的应用可充分利用多个损伤指标之间的互补信息,降低识别的不确定性;在识别阶段I,通过融合损伤指标均可准确确定不同脱空区域的位置。3.损伤识别的准确性与...     

季冻区路基冻胀与无砟轨道变形的映射关系及车辆动力响应（英文）

目的：季冻区路基冻胀对高速列车运行的安全性和舒适性以及轨道结构的服役性能具有较大影响。基于实测数据,本文旨在建立轨道-路基冻胀空间耦合静力学模型和车辆-轨道-路基冻胀空间耦合动力学模型,并采用傅里叶级数进行冻胀波形拟合,进一步探究季冻区高速铁路路基冻胀与轨道结构变形映射关系、层间离缝特征及路基冻胀对车辆动力响应的影响,以期为季节性冻土路基冻胀问题的防治及研究提供依据。创新点：1.采用傅立叶级数对实测数据进行拟合,并将其作为有限元模型的输入边界条件;2.提出将静力模型的计算结果作为动力模型初始条件的计算方法,简化计算过程,提高计算效率;3.从时域和频域探讨路基冻胀波长和幅值对车体振动加速度和轮轨力的影响。方法：1.采用傅立叶级数对现场实测数据进行拟合,并将其作为有限元模型的输入边界条件（公式(4)）;2.通过建立路基冻胀-无砟轨道结构静力与动力模型,分析轨道结构层变形映射关系及车辆动力响应。结论：1.冻胀位置对轨道垂向上拱变形及层间离缝影响较大;2.轨道结构各层最大垂向变形随冻胀幅值的增大而增大,且几乎呈线性变化;3.路基冻胀波长越大,对车体垂直加速度的影响越小;4.当冻胀波长一定时,车...     

直剪试验剪切面积计算方法对抗剪强度的影响

现行直剪试验抗剪强度计算中忽视了剪切过程中随剪切位移的增大、剪切面在不断减小的实际情况,没有考虑剪切面面积对抗剪强度的影响,使得试验结果偏离试样的真实强度。为了分析剪切面面积对抗剪强度的影响,该文重新建立数学模型,提出了3种剪切面面积计算方法,通过加装剪切位移量测系统对直剪仪进行改装并进行了试验验证,分析了剪切面面积对抗剪强度的影响。研究成果提高了直剪试验抗剪强度计算的精度,使得试验结果更接近试样的真实强度。     

鸡西和萝北石墨尾矿静力学特性试验研究

为解决石墨尾矿排放问题,更好地利用石墨尾矿资源,针对鸡西和萝北石墨尾矿分别进行了含水率试验、筛分试验、击实试验和直剪试验.通过物性试验,得到两种石墨尾矿的天然含水率、颗粒级配曲线、最优含水率和最大干密度.通过直剪试验,研究细粒含量对石墨尾矿抗剪强度的影响,试验结果表明:当垂直荷重<200 kPa时,石墨尾矿抗剪强度受细...     

图Pn×C4的临界群

图的临界群是图的生成树数目的一个加细.它是图的一个精细不变量.确定Pn×C4的临界群的结构.证明了Pn×C4的临界群的Smith标准形总是两个或三个循环群的直和.     

抗剪强度指标的主要影响因素

抗剪强度指标是评价岩土体性质和工程设计的重要参数,是工程设计质量和工程施工成败的关键,受多种因素影响.本文考虑了影响抗剪强度指标的孔隙比、含水率、塑性指数三种影响因素,通过正交设计的方法,利用直剪试验,应用Excel及MATLAB语言对试验数据进行回归分析,得出粘聚力和内摩擦角与孔隙比、塑性指标、含水率三种因素的函数关系.尤其是建立的抗剪强度指标与孔隙比、含水率、塑性指数的回归方程即综合关系,有较好的相关性.     

图P_n×C_4的临界群

图的临界群是图的生成树数目的一个加细.它是图的一个精细不变量.确定Pn×C4的临界群的结构.证明了Pn×C4的临界群的Smith标准形总是两个或三个循环群的直和.     

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料梁的剪切性能试验研究

目的：揭示不同剪跨比和配箍率的钢筋增强超高韧性水泥基复合材料（RUHTCC）梁的抗剪性能,为超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）用于结构关键抗剪部位提供参考。方法：基于抗剪试验结果,阐明剪跨比和配箍率对RUHTCC梁抗剪性能的影响,明确UHTCC与箍筋之间的复合抗剪效应,揭示 RUHTCC 梁的抗剪机理。方法：以剪跨比和配箍率为变量参数,通过 RUHTCC梁在跨中集中荷载作用下的弯曲试验,研究RUHTCC 梁的剪切裂缝形态、荷载-挠度行为、破坏模式、开裂剪切强度和极限剪切强度等抗剪性能,并结合试验结果,分析 RUHTCC 梁的剪力传递机理。结论：1. RUHTCC梁呈现出优良的剪切抗力以及稳态的斜裂缝扩展过程和多缝剪切开裂行为。2.配置少量的箍筋可将典型的剪切破坏转变为较为延性的弯剪破坏甚至弯曲破坏。然而,箍筋的配置并未显著提高 RUHTCC 梁的抗剪能力,同时耦合UHTCC与箍筋也没有表现出协同抗剪效应。3.拉杆-拱模型和桁架-拱模型可用以描述RUHTCC短梁和细长梁的抗剪机理。     

Ce/Si/Ti氧化物热反射涂层对高速铁路轨道板温度场影响及其优化研究（英文）

目的：为解决无砟轨道板在温度荷载作用下变形开裂的问题,本文研制了一种复合氧化物,并制备一系列热反射涂层试样,旨在通过宏观和微观试验,以及数值仿真探究影响涂层降温效果的环境温度,得到一种能够有效减小无砟轨道板温度应力和温度变形的热反射涂层,以提高轨道板的使用寿命,减少维修次数。创新点：1.制备一种具有紫外屏蔽性的无机复合氧化颗粒;2.设计一系列复合氧化物热反射涂层;3.研制室内太阳光模拟试验系统;4.通过室内试验分析涂层降温效果。方法：1.制备一系列热反射涂层;2.微观层面,通过傅里叶变换红外、紫外可见光谱,对本文所制备材料进行成分和光学特性分析,论证Ce/Si/Ti氧化物作为轨道板热反射涂层功能填料的可行性;3.宏观层面,通过搭建室内太阳光模拟测试装置,分别对有涂层和没有涂层的混凝土试件表面和内部温度进行分析研究,讨论本文所制备涂层的宏观隔热效果;4.通过数值仿真对轨道板结构传热变形三维模型研究轨道板隔热反射涂层的工程应用效果。结论：1.热反射涂层能够使轨道板表面温度和内部温差降低11.54～21.31°C,当Ce/Si/Ti氧化物掺入量为40%～50%时,涂层降温效果较优异,能够使轨...     

非饱和砂土强度特性的室内试验研究

以广东珠三角地区某场地砂土为研究对象,通过同时控制吸力、净室压力的非饱和土三轴剪切试验和同时控制吸力和净竖向压力的非饱和直剪试验,分析探讨了非饱和砂土的应力—应变性状及强度规律,得到了各自的变形和强度参数,并将这些参数进行了比较和分析,得出随吸力和净围压的变化,其强度、变形和各强度参数之间的变化规律。     

自由电子激光中的电子和光场的混沌

针对康普顿型常参数自由电子激光器的理论模型,应用运动轨道直接观测法,绘制了电子相轨道的二维投影构图,并计算了轨道的李雅普诺夫(Lyapunon)指数.确定了电子混沌轨道的临界区域.     

矿山大型复摆颚式破碎机破碎力仿真分析

文章针对大型复摆颚式破碎机的活动颚板建立运动模型,确定了动颚摆动次数、推板长度、推板转角角度等参数的设置要求,以运动方程和量化参数为基础,依托离散单元法和EDEM仿真软件建立仿真模型,并设置球体形式的矿石颗粒和箱体构型的破碎腔,模拟和分析了动颚水平行程、动颚和定颚之间的啮角与破碎力的关系。研究结果显示：在20 mm、25 mm、30 mm三种行程中,30 mm所对应的破碎力峰值最大;在20°、23°、26°三种啮角中,23°啮角可产生最大破碎力。     

玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁试验研究与抗弯承载力计算

对9根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁和3根对比梁进行了抗弯性能试验研究. 试验中考虑了配筋率、加固量、剪跨比与混凝土强度等级4个参数. 试验结果表明, 经玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁抗弯承载力有显著提高; 混凝土强度、配筋率、加固量对极限荷载有显著影响; 剪跨比对加固梁的破坏形态有影响. 根据不同的破坏模式, 提出了抗弯承载力计算方法.     

冻融循环作用下冻结冰碛土剪切特性

针对中国西南某高速铁路昌林段沿线冰碛土的特殊环境,通过相似级配法对冻结冰碛土进行固结排水直剪试验,研究冻融循环次数与初始含水率对冻结冰碛土力学性能的影响。结果表明：冻融循环次数是影响冻结冰碛土抗剪强度的重要因素,而初始含水率影响不大;该土样的抗剪强度与冰饱和度密切相关,在初始含水率为8%～12%时存在最大值;冻融循环致使土体强度持续降低,较低初始含水率时的强度损失与冻融次数基本呈线性关系,高初始含水率时前期冻融循环对土体的破坏作用更为明显;2个因素对土体内摩擦角的影响不大,对黏聚力的影响显著。引入综合性参数(K),建立了黏聚力与K值的指数函数模型,回归分析结果表明,该模型能够较好地描述K值与黏聚力之间的关系。     

岩石力学数字实验教学平台建设

针对岩石力学室内实验在传统教学过程中存在的局限性,提出建立岩石力学数字实验教学平台作为辅助教学手段。该数字教学平台采用颗粒流程序PFC构建,内容包括岩石的三轴压缩强度试验、劈裂强度试验、直剪试验及单轴抗压强度试验。该平台可形象和直观地展现岩石试样在外荷作用下的变形和破裂过程、应力应变关系及内力变化,并可进行实时操作和制作成动画进行讲解。这对于提高学生对实验的兴趣、加深理论知识的理解和拓展数值分析能力具有重要意义。     

考虑盐溶液渗入影响的膨胀土边坡稳定性分析

为分析盐溶液渗入对膨胀土抗剪强度及边坡工程的影响,引入渗透吸力修正了Fredlund抗剪强度公式中的有效应力,得到了盐溶液渗入条件下的非饱和膨胀土抗剪强度公式,并应用于微分Morgenstern-Price法的推导,得到了安全系数的递推求解式.进行KCl溶液和NaCl溶液改性膨胀土的室内直剪试验,发现2种盐溶液均降低了...     

岩体结构面直剪试验方法研究

岩体结构面抗剪强度是影响岩体稳定性的重要指标。根据Jaeger单一结构面强度理论,岩石三轴剪切破坏面上的受力情况可看作岩石单一结构面剪切,利用岩石三轴压缩剪切破坏后的残余变形试验方法与岩体结构面直剪试验方法对比分析,得出岩体剪切面的抗剪强度。