检索结果-内蒙古大学图书馆

中国铁道科学 2024年第5期45卷 123-134页

作者：石钰锋张涛阳军生蒋亚龙胡梦豪代文超华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 中南大学土木工程学院湖南长沙410083 华东交通大学江西建筑设计院有限公司江西南昌330013

系统考虑隧道埋深、滑移面形式、侧压力系数与地层的关联,提出一种适用于软硬不均地层的盾构隧道荷载模式。对于浅埋隧道,基于椭球体理论推导极限状态下滑移面为椭圆的侧压力系数及竖向松动土压力表达式,并构建力学平衡方程推导侧压力... 详细信息

系统考虑隧道埋深、滑移面形式、侧压力系数与地层的关联,提出一种适用于软硬不均地层的盾构隧道荷载模式。对于浅埋隧道,基于椭球体理论推导极限状态下滑移面为椭圆的侧压力系数及竖向松动土压力表达式,并构建力学平衡方程推导侧压力计算式;对于深埋隧道,考虑软硬不均地层突变性并对太沙基理论滑移面宽度进行合理修正,推导对应的围岩压力计算式;再结合软硬不均地层分界线位于隧道水平中线上方、下方2类典型工况,推导出隧底反力表达式;最后结合工程实例对所提荷载模式进行验证。结果表明:与修正惯用法荷载体系相比,所提方法得到的软土-硬土隧道顶部、下半拱竖向土压力与实测值的误差分别缩小74%和172%;相较于软土-硬土隧道,该方法应用于土层-岩层隧道时,计算得到的下半拱竖向土压力、隧底侧向土压力与实测值的误差更小,即所提荷载计算模式更符合隧道实际受荷状态,且当隧道埋深与开挖直径之比较大以及下部地层越坚硬时,其适用性越强。

关键词：盾构隧道软硬不均地层围岩压力滑移面荷载模式

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关于矩形明(棚)洞土压力荷载模式的探讨

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隧道建设（中英文） 2023年第10期43卷 1723-1732页

作者：冉龙洲袁松王希宝廖沛源四川省交通勘察设计研究院有限公司四川成都610017 西南交通大学四川成都610031

由于现有规范中明(棚)洞荷载不能完全体现回填土石与结构的相互作用,为确保结构设计安全,从现有规范中荷载规定出发,采用力学分析和理论推导,分析回填土石明(棚)洞结构的荷载模式,推导荷载计算公式,并采用数值分析和工程案例进行验证。... 详细信息

由于现有规范中明(棚)洞荷载不能完全体现回填土石与结构的相互作用,为确保结构设计安全,从现有规范中荷载规定出发,采用力学分析和理论推导,分析回填土石明(棚)洞结构的荷载模式,推导荷载计算公式,并采用数值分析和工程案例进行验证。研究表明:目前规范中棚洞荷载均忽略了结构侧上方回填土体对结构顶板产生的荷载作用,该部分土体作用以附加水平力和附加竖向力的形式传递至结构顶板,呈三角形分布形式,可通过库仑土压力理论的演化公式进行计算。附加荷载对结构产生不利影响,随着回填坡度的增加,对结构的影响越明显,尤其是对外侧墙的剪力影响尤为突出。工程案例对比研究表明,考虑附加荷载时理论计算可反映出外侧墙发生剪切破坏,与现场实际破坏模式相同,表明考虑附加荷载的荷载模式与工程实际相符。在明(棚)洞结构设计中,需考虑附加荷载作用的影响,否则可能导致结构处于不利状态。

关键词：矩形明(棚)洞土压力荷载模式剪切破坏

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不同荷载模式下沥青混合料的动态模量依赖模型

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公路交通科技 2021年第2期38卷 9-15,47页

作者：石志勇李倩倩王旭东重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074 交通运输部公路科学研究院北京100088 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

为准确地描述沥青混合料动态模量的温度和荷载依赖性,分别开展了不同条件下4种沥青混合料的两点弯拉和三轴围压动态模量试验。基于时温等效原理,采用Boltzmann函数模型建立了基准频率为10 Hz的沥青混合料弯拉和三轴动态模量主曲线,分析... 详细信息

为准确地描述沥青混合料动态模量的温度和荷载依赖性,分别开展了不同条件下4种沥青混合料的两点弯拉和三轴围压动态模量试验。基于时温等效原理,采用Boltzmann函数模型建立了基准频率为10 Hz的沥青混合料弯拉和三轴动态模量主曲线,分析了试验方法对沥青混合料动态模量的影响,构建了不同荷载模式下的基于温度和荷载参数的沥青混合料动态模量依赖模型。结果表明:沥青混合料弯拉和三轴动态模量的主曲线整体变化趋势一致,前者对应的温度区间更为狭窄,相同条件下弯拉动态模量小于三轴动态模量,对温度的依赖性更强;在高温区域,沥青混合料动态模量具有显著的荷载依赖性,弯拉和压缩荷载分别起到软化和硬化作用;宽温度域范围内,温度与荷载耦合作用下,沥青混合料的性状将发生线性弹性体-线性黏弹性体-非线性黏弹性体的转变。考虑荷载作用温度敏感区间的沥青混合料弯拉和三轴动态模量依赖模型,拟合效果良好,可靠度高,可较为准确地表征不同受力状态时沥青混合料动态模量的温度和荷载依赖性。通过模型得到的动态模量计算值与试验实测值具有较高的一致性,为获取沥青混合料真实的模量值提供了一种有效途径,后续可用于路面结构计算来验证两种模型的可靠性和适用性。

关键词：道路工程依赖模型动态模量试验沥青混合料荷载模式

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不同荷载模式作用下饱水沥青路面结构动力响应对比分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2019年第2期35卷 263-276页

作者：周志刚李岩俞文生平高明长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室湖南长沙410004 江西省高速公路投资股份有限公司江西南昌330000

目的探讨不同荷载模式下饱水沥青路面结构的水损害机理,改进和完善沥青路面防排水设计方法.方法基于沥青混合料的渗透试验和多孔介质流固耦合理论,采用非线性有限元方法,对比分析了碗形分布荷载和均布荷载作用下饱水沥青路面结构各力学... 详细信息

目的探讨不同荷载模式下饱水沥青路面结构的水损害机理,改进和完善沥青路面防排水设计方法.方法基于沥青混合料的渗透试验和多孔介质流固耦合理论,采用非线性有限元方法,对比分析了碗形分布荷载和均布荷载作用下饱水沥青路面结构各力学场量的变化并进行数值模拟分析.结果在均布荷载和碗型荷载两载模式下,饱水沥青路面结构内部各力学场量的时程变化特性相类似,均随着车轮动荷载的作用过程表现出波动性和滞后性,孔隙水压力对体积应力和应变影响较大.与均布荷载下计算结果相比,碗形分布荷载作用时上面层内最大正孔隙水压力高0.18倍,下面层底部最大水平拉应力和最大水平拉应变分别高0.14倍和0.15倍,中面层底部最大竖向压应力和基层底部最大竖向拉应力分别高0.23倍和0.03倍,路表最大竖向位移高0.07倍,面层内最大剪应力高0.05倍.结论在碗形分布荷载作用下,饱水沥青路面更容易产生水损害.采用接近于实际车轮荷载的碗形分布荷载模式来开展饱水沥青路面动力响应分析更为合理.

关键词：沥青路面荷载模式动力响应流固耦合效应非线性有限元方法

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高地温隧道荷载模式及二次衬砌安全特性研究

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隧道建设（中英文） 2019年第11期39卷 1769-1780页

作者：王明年王奇灵胡云鹏王翊丞刘大刚西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

为解决高地温隧道衬砌结构受力特性不明晰问题,以川藏线桑珠岭超高地温隧道为工程依托,采用现场试验和热-力耦合数值计算手段,研究二次衬砌在高地温环境下的力学特性和安全特性,提出高地温隧道荷载设计方法。结果表明:高地温隧道二次衬... 详细信息

为解决高地温隧道衬砌结构受力特性不明晰问题,以川藏线桑珠岭超高地温隧道为工程依托,采用现场试验和热-力耦合数值计算手段,研究二次衬砌在高地温环境下的力学特性和安全特性,提出高地温隧道荷载设计方法。结果表明:高地温隧道二次衬砌施作后10 d内应力变化较大,20 d后趋于稳定;最大拉应力位于拱顶处,最大压应力出现在边墙处;高地温隧道荷载修正系数可表示为围岩初始温度的多项式关系;衬砌内外侧压应力均随围岩温度升高呈现出增大趋势,但各点增大速率存在一定的差异,拉应力值随温度呈波动增长;最小安全系数出现在拱顶,随围岩温度的升高而降低,当温度高于60℃时,存在被破坏的可能性;二次衬砌最大裂缝宽度位于拱顶处,随着温度升高,裂缝宽度增大。

关键词：高地温隧道二次衬砌荷载模式受力特性安全特性

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不同荷载模式作用下双层软黏土地基压缩特性研究

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工程地质学报 2022年第1期30卷 154-163页

作者：雷华阳石梁胡垚宋英杰天津大学土木工程系天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

天津滨海吹填场区典型的"上软下硬"的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性,其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同,在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降,从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程... 详细信息

天津滨海吹填场区典型的"上软下硬"的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性,其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同,在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降,从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的"上软下硬"双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少,导致理论研究远远落后于工程实践,制约了吹填场区经济建设的快速发展,因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此,本文针对吹填场区"上软下硬"的双层软黏土地基,开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM),得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理,为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小,而后缓慢减小直至趋于稳定;与反复荷载相比,恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加,固结系数初期值减小,其变化量均在40%~50%的范围内;当荷载等级一定时,反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30%~45%;随着荷载等级的增加,土样内部大孔隙受到挤压而减少,孔隙的圆度和定向性加强,土体结构更密实,均一化程度提高;相比于恒定荷载模式,反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形,孔隙定向性更好,土体内部结构强化程度大,但有序性相对较差。

关键词：软黏土双层地基荷载模式压缩特性微观机理

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沥青超重车道路不同荷载模式及其影响分析

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土木工程学报 2005年第11期38卷 123-127页

作者：万召侗罗奇峰同济大学上海200092

以一沥青超重车道路路面结构和德国140t升降框架车为例,对比分析5种超重车荷载作用模式及其对同一路面结构弯沉和应力的影响;也分四种不同路面结构,用同一荷载作用模式,对比分析了不同路面结构和材料参数对弯沉的影响。结果表明,超重车... 详细信息

以一沥青超重车道路路面结构和德国140t升降框架车为例,对比分析5种超重车荷载作用模式及其对同一路面结构弯沉和应力的影响;也分四种不同路面结构,用同一荷载作用模式,对比分析了不同路面结构和材料参数对弯沉的影响。结果表明,超重车不同荷载作用模式对同一沥青路面结构的弯沉和应力影响较大;在修正K模式超重车荷载作用下,路面分层与材料特性对弯沉及其随深度变化有较大影响;按JTJ014—97《公路沥青路面设计规范》给出的荷载计算的道路弯沉明显小于其他4种荷载模式的计算结果,而应力计算结果没有明显差异这一分析结果可供沥青超重车道路路面结构设计与评估时参考。

关键词：超重车沥青路面荷载模式弯沉应力

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扁平特大断面公路隧道荷载模式及应用研究

扁平特大断面公路隧道荷载模式及应用研究

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作者：曲海锋同济大学

学位级别：博士

扁平特大断面公路隧道是近几年为适应多车道高速公路建设而发展起来的一种隧道形式。它在跨度、扁平率，开挖方法上不同于普通的单洞双车道公路隧道，其受力及应力重分布的情况更加复杂。但是，当前我国扁平特大断面公路隧道修建数量较... 详细信息

扁平特大断面公路隧道是近几年为适应多车道高速公路建设而发展起来的一种隧道形式。它在跨度、扁平率，开挖方法上不同于普通的单洞双车道公路隧道，其受力及应力重分布的情况更加复杂。但是，当前我国扁平特大断面公路隧道修建数量较少，积累的设计、施工实践经验十分匮乏;设计规范或标准尚未出台。为此，论文以目前国内最长的龙头山单洞四车道特大断面公路隧道为工程背景，基于荷载．结构设计理论，在荷载模式、断面形式和支护参数等方面进行深入的研究。论文主要的研究内容和取得的成果如下：总结、分析和评价当前的各种围岩压力及松动荷载计算方法的研究进展情况;对当前的各种松动荷载计算方法进行适应性分析，深入论证特大断面大跨度公路隧道荷载研究的必要性。结合依托工程，讨论当前荷载及围岩压力计算方法在扁平特大断面隧道计算中存在的问题。提出适合于扁平特大断面隧道荷载计算方法的基本思路，即过程荷载计算方法。讨论过程荷载计算方法与传统的状态荷载计算方法的区别与联系，讨论和分析过程荷载计算方法的实现过程和基本特点。分析和验证过程荷载计算方法的合理性。通过龙头山隧道现场试验，分析围岩内部位移量测的试验数据，讨论隧道松动区范围的发生和发展趋势、永久荷载大小及分布规律;验证基于过程理念的荷载计算思路的合理性。基于数值分析软件，建立扁平特大断面的计算模型，分析隧道松动区随开挖过程的发展规律，从定性的角度验证过程荷载计算思路。建立扁平特大断面隧道过程荷载计算方法的具体应用形式。推导过程荷载计算方法的应用公式，完善过程荷载计算方法的具体应用步骤、方法和模型;讨论应用过程中的一些具体问题。最后，通过实例说明过程荷载计算方法的使用程序和操作过程。以工程造价为目标函数，实现了基于过程荷载计算方法的扁平特大断面隧道结构优化。通过分析对比基于过程荷载的隧道全局优化结果、基于状态荷载的隧道全局优化结果、实际依托工程设计参数，给出基于过程荷载设计方法的扁平特大断面公路隧道的断面形式及主要支护参数的取值建议。论文从应用角度出发，建立了扁平特大断面公路隧道的荷载计算方法，提出隧道断面形式及主要支护参数的基本建议。论文对扁平特大断面公路隧道荷载模式进行了积极的探索和创新，得到了一些具有一定指导意义的规律和结论。文章可为今后同类工程的设计与施工提供重要的参考或实用价值。最后，本文就进一步需要开展的研究进行了讨论。

关键词：扁平特大断面公路隧道荷载模式过程荷载方法多点位移计松动区应用研究设计优化支护参数

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深埋双圆盾构隧道衬砌荷载模式及其接头效应分析

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铁道标准设计 2010年第10期30卷 92-95页

作者：晏启祥程曦何川刘记西南交通大学土木工程学院成都610031

双圆盾构隧道在我国的应用才刚刚起步,其力学特性尚未完全认识和把握。为进一步揭示双圆盾构隧道的力学特性,在分析盾构施工特点和双圆盾构隧道结构形式的基础上,提出基于Terzaghi公式的深埋双圆盾构隧道地层荷载模式,并采用梁-弹簧模... 详细信息

双圆盾构隧道在我国的应用才刚刚起步,其力学特性尚未完全认识和把握。为进一步揭示双圆盾构隧道的力学特性,在分析盾构施工特点和双圆盾构隧道结构形式的基础上,提出基于Terzaghi公式的深埋双圆盾构隧道地层荷载模式,并采用梁-弹簧模型对双圆盾构隧道进行了接头不同转动刚度的接头效应分析,对比了梁-弹簧模型和匀质圆环模型的分析结果。分析表明:纯粹按照匀质圆环模型进行双圆盾构隧道结构设计将难以保证其安全,建议在采用匀质圆环模型进行双圆盾构隧道设计时,同时采用梁-弹簧模型进行校核。

关键词：双圆盾构隧道荷载模式梁-弹簧模型接头刚度

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不同荷载模式作用下基于断裂力学的系泊锚链疲劳评估

不同荷载模式作用下基于断裂力学的系泊锚链疲劳评估

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作者：佀朝旭大连理工大学

学位级别：硕士

近年来海洋漂浮式结构失效事故时有发生，系泊疲劳事故占事故总量的44%。在系泊系统中，钢链环为其重要组成部件，因此对于钢链环的疲劳评估至关重要。常用的S-N曲线方法不能评估带有缺陷锚链的疲劳寿命，其疲劳评估结果需要基于平均应... 详细信息

近年来海洋漂浮式结构失效事故时有发生，系泊疲劳事故占事故总量的44%。在系泊系统中，钢链环为其重要组成部件，因此对于钢链环的疲劳评估至关重要。常用的S-N曲线方法不能评估带有缺陷锚链的疲劳寿命，其疲劳评估结果需要基于平均应力进行修正，断裂的力学方法则解决了这些难题，并且不需要考虑平均张力对疲劳寿命的影响，因此本文基于断裂力学方法对锚链进行疲劳评估。　　本文以不同尺寸的锚链为研究对象，建立锚链有限元模型，对不同荷载模式下锚链进行应力分析并找到危险截面。分析恒幅荷载模式下，不同扭转角度、OPB角度、摩擦系数、不同裂纹参数对锚链疲劳寿命的影响。随后，基于断裂力学方法实现对不同海况下不同荷载模式锚链的疲劳评估，并与S-N曲线计算结果进行对比。　　首先，使用Ansys软件建立不同尺寸锚链的有限元模型，建立不同网格尺寸模型并进行网格收敛性验证分析，在保证计算精度的前提下选取计算速度最快的有限元模型。通过对锚链施加不同荷载模式，并对其进行应力分析，发现纯拉伸荷载模式下锚链的最危险截面为外冠处;扭转荷载模式下，随着扭转角度的增大危险截面由外冠处向内弯点偏移;OPB荷载模式下，随着OPB角度增大危险截点在外冠处上下偏移，OPB应力和弯矩存在阈值。　　然后，对危险截面进行应力线性化处理;结合BS 7910规范编写断裂力学疲劳寿命计算程序并将应力分析结果输入到计算程序中;基于恒幅荷载分析不同荷载模式、不同裂纹形状、不同裂纹宽度、不同裂纹拓展模型对锚链疲劳寿命的影响，结果表明半圆形裂纹疲劳寿命高于半椭圆形裂纹，裂纹宽度的增加会提高裂纹拓展速度，简化裂纹拓展模型计算结果较为保守。　　最后，选取南海S4区域海况为环境参数，使用AQWA软件建立海洋石油981平台水动力模型，并计算其平台响应，结合BS 7910规范、DNV规范分别计算不同海况下锚链的疲劳寿命，通过对比发现纯拉伸荷载模式下简化裂纹拓展模型计算结果较为保守，为其计算结果的30%，两阶段裂纹模型计算结果高于S-N曲线计算结果46%;在扭转荷载模式下，锚链扭转角度为 10°时疲劳寿命最低，较纯拉伸荷载模式降低 39.4%;在OPB荷载模式下，锚链在旋转角度为2°时应力强度因子范围最大，此时裂纹拓展速度最快，当OPB角度为2°时，锚链的疲劳寿命与纯拉伸荷载模式相比降低11%。

关键词：海洋漂浮式结构系泊锚链荷载模式疲劳评估断裂力学

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