检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道科学与工程学报 2025年第1期22卷 259-271页

作者：胡子威雷明锋张运波肖凤龙杨鹏亮贾朝军中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

随着隧道工程技术的发展,稳健性设计已成为确保工程安全与效率的关键。鉴于传统的确定性计算无法充分考虑地层和水力参数空间变异性对盾构隧道开挖面稳定性影响的问题,采用随机场理论,充分考虑地层参数的空间变异性及其自相关性的影响... 详细信息

随着隧道工程技术的发展,稳健性设计已成为确保工程安全与效率的关键。鉴于传统的确定性计算无法充分考虑地层和水力参数空间变异性对盾构隧道开挖面稳定性影响的问题,采用随机场理论,充分考虑地层参数的空间变异性及其自相关性的影响。基于极限上限分析定理,采用三维空间离散技术,构建不确定性条件下盾构隧道开挖面三维螺旋破坏机构模型。在此基础上,通过结合三维离散破坏机构的速度场和功率平衡方程,建立不确定性条件下盾构隧道开挖面支护力的计算方法,并与相关研究进行了对比验证。之后,开展了地层和水力参数不确定性对隧道开挖面失效概率的影响分析。在此基础上,提出适用于工程的盾构隧道开挖面支护力稳健性设计方法,并开发快速计算程序。最后,结合工程案例,应用所提出的设计方法进行分析设计,并与工程实践进行对比。研究结果表明:不确定性条件下盾构隧道开挖面支护力计算方法在确定性与不确定性分析中均可靠;孔隙水压力系数变异性的影响较摩擦角和黏聚力的变异系数更大;变异系数和自相关距离的增大使随机计算的支护力分布更离散。提出的盾构隧道开挖面支护力稳健性设计方法和工程实测结果吻合较好,可为相关工程施工与设计提供指导。

关键词：随机场理论开挖面稳定性三维上限分析稳健性设计

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塔吊回转视角下施工场景数字孪生高效建模方法

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土木工程学报 2025年第4期58卷 124-136页

作者：卢昱杰仲涛张修龙赵宪忠同济大学土木工程学院上海200092 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092

数字孪生模型能够在信息空间表达施工场景实体特征,是高效的施工信息化管理工具。然而当前复杂施工场地数字孪生建模存在时效滞后、自动化程度低等问题,难以满足施工场地逐日精细化管理的要求。因此提出了一种基于塔吊高空环视图像的复... 详细信息

数字孪生模型能够在信息空间表达施工场景实体特征,是高效的施工信息化管理工具。然而当前复杂施工场地数字孪生建模存在时效滞后、自动化程度低等问题,难以满足施工场地逐日精细化管理的要求。因此提出了一种基于塔吊高空环视图像的复杂施工场景高效建模方法,旨在提高数字孪生建模的时效性和自动化程度。该方法将摄像头布设于回转式塔吊吊臂以获取场地的多视角图像进行建模,首先针对受限的图像采集路径,提出基于点线特征的多视角图像集质量评价方法,以优化数据采集方式从而提高图像集质量,其次通过融合场景几何先验的建模方法,基于输入图像创建具备真实尺度的几何模型,并采用基于高斯采样的施工场地点云去噪方法提升几何模型语义赋予的准确性。最后,以上海某高层住宅项目为例,验证了方法的适用性。结果表明,方法能够自动化地实现施工场地的几何建模与建筑结构语义赋予,且模型几何精度达分米级,完全满足逐日进度管理需求。此外,提出的在塔吊作业场景下的高效数字孪生建模方法具备很强的拓展性,对桥梁、隧道等其他复杂施工场景的数字孪生建模均有一定参考意义。

关键词：施工过程数字孪生三维重建多视角图像图像质量评价

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碱激发地聚物固化海相淤泥质软土抗压强度及固化机制研究

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铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2745-2754页

作者：刘景锦罗昊鹏雷华阳郑刚程雪松天津大学建筑工程学院天津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

海相淤泥质软土富含各类可溶性盐和有机质,使用水泥进行固化时易出现劣化效应。为了解决传统硅酸盐水泥固化常出现加固失效的工程问题,以NaOH为碱激发剂,使用地聚物-水泥联合固化海相淤泥质软土,研究水泥与地聚物掺量比、碱激发剂含量... 详细信息

海相淤泥质软土富含各类可溶性盐和有机质,使用水泥进行固化时易出现劣化效应。为了解决传统硅酸盐水泥固化常出现加固失效的工程问题,以NaOH为碱激发剂,使用地聚物-水泥联合固化海相淤泥质软土,研究水泥与地聚物掺量比、碱激发剂含量和养护龄期对固化土无侧限抗压强度的影响,并采用扫描电镜和X射线衍射试验分析碱激发地聚物固化海相淤泥质软土的微观形态和水化产物,进一步揭示其固化机制。研究结果表明:单独加入NaOH对水泥土强度的提升并不明显,水泥土强度并不会随着碱激发剂含量的增加而显著提高。同时不同钙系地聚物的固化效果差异显著:矿渣地聚物固化土早期强度增长迅速,后期强度增长缓慢,其无侧限抗压强度随NaOH含量的增加先增加后降低,随矿渣的掺量增加而提高。粉煤灰地聚物固化土强度增长较慢,NaOH含量越高其无侧限抗压强度越大,且强度随粉煤灰的掺量增加而降低。将1/2的水泥以矿渣替代,固化土28 d强度最高可达6.19 MPa,相较于水泥土提升了107.5%。而使用同样比例的粉煤灰替代,其28 d强度最高仅为3.012 MPa。微观试验分析表明碱激发剂和地聚物的加入,可促进可溶盐水化结晶和有机质碱性环境降解,有效增加有效水化产物,增强颗粒间的凝聚力使得土体结构更加紧密,宏观上表现为固化土强度的提升。研究结果可为解决水泥加固海相淤泥软土所引起的实际技术问题提供理论指导。

关键词：海相淤泥质软土地聚物碱激发无侧限抗压强度固化机制

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电渣焊焊缝及其热影响区材料延性断裂性能研究

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焊接学报 2025年

作者：尹越徐晓琪蒲柯宇天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

电渣焊热输入大，可能造成焊缝及热影响区材料硬化，同时，电渣焊焊缝处于不可接触状态，焊接质量难于控制.本文设计、制作了Q355B钢材电渣焊焊接接头，通过金相组织分析发现电渣焊的熔合线和热影响区宽度均较大，焊缝金属中存在明显的... 详细信息

电渣焊热输入大，可能造成焊缝及热影响区材料硬化，同时，电渣焊焊缝处于不可接触状态，焊接质量难于控制.本文设计、制作了Q355B钢材电渣焊焊接接头，通过金相组织分析发现电渣焊的熔合线和热影响区宽度均较大，焊缝金属中存在明显的焊接缺陷.进行了电渣焊焊缝金属及热影响区材料单调拉伸试验，确定了材料的力学性能和本构关系.制作了电渣焊焊缝金属及热影响区材料缺口圆棒试件，进行单调拉伸试验，结合对试验的有限元模拟，标定了材料的孔洞扩张模型参数，并对电渣焊焊缝及热影响区材料抵抗延性断裂的能力进行了评价.

关键词：电渣焊焊缝电渣焊热影响区孔洞扩张模型延性断裂力学性能

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基于离散元-有限差分耦合的摩擦型轨枕底部凹槽形状对有砟道床横向阻力的影响机理

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第10期55卷 3787-3802页

作者：沈泽涵肖源杰谭攀姜钰王萌华文俊张冲冲中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学) 湖南长沙410075

摩擦型轨枕可有效增强有砟道床横向阻力,但目前没有相关设计规范,摩擦型轨枕底部凹槽对横向阻力的增加机制尚不清晰。为深入分析不同凹槽形状对道床横向阻力的影响并揭示横向阻力的增强机理,基于横向阻力现场测试和离散元-有限差分耦合... 详细信息

摩擦型轨枕可有效增强有砟道床横向阻力,但目前没有相关设计规范,摩擦型轨枕底部凹槽对横向阻力的增加机制尚不清晰。为深入分析不同凹槽形状对道床横向阻力的影响并揭示横向阻力的增强机理,基于横向阻力现场测试和离散元-有限差分耦合方法建立三维轨枕-有砟道床-路基数值模型,从宏、细观层面研究5种不同轨枕底部凹槽形状对横向阻力的影响。研究结果表明:与普通型轨枕相比,不同摩擦型轨枕的横向阻力增幅存在较大差异,范围为35.1%~80.2%,且横向阻力随凹槽侧面积的增加而呈对数增加;由于底部凹槽对道砟颗粒的约束作用,轨枕底部与道砟颗粒的接触数增加,凹槽附近的接触力增大,接触力链分布更密集;摩擦型轨枕周围颗粒的位移和旋转受到更强的约束;摩擦型轨枕各向异性在轨枕出现位移后向水平面转变,这是增强横向阻力的主要细观因素。建议在有砟轨道的设计中,采用具有不连续槽的摩擦轨枕,并考虑以最大化凹槽侧面积为目标进行设计。

关键词：有砟道床横向阻力摩擦型轨枕轨枕形状离散元-有限差分耦合

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盾构隧道管片渗漏侵蚀的室内模型试验研究

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地下空间与工程学报 2025年第1期21卷 171-179,206页

作者：加瑞李青茁雷华阳天津大学建筑工程学院天津300350 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300350

盾构隧道管片渗漏侵蚀会改变周围土体的孔压分布,使周围土体发生变形、管片内力发生改变,影响隧道的安全运营。通过自行研制的盾构隧道管片渗漏侵蚀模拟试验装置,研究了砂土粒径、压力水头、上覆压力和砂土密实度对漏水量、漏砂量和地... 详细信息

盾构隧道管片渗漏侵蚀会改变周围土体的孔压分布,使周围土体发生变形、管片内力发生改变,影响隧道的安全运营。通过自行研制的盾构隧道管片渗漏侵蚀模拟试验装置,研究了砂土粒径、压力水头、上覆压力和砂土密实度对漏水量、漏砂量和地表沉降的影响。结果表明:(1)砂土的平均粒径越大,渗透系数越大,流速越大,过水断面相同时漏水量越大,漏砂量和试样表面的沉降量越小;(2)当砂土的平均粒径与渗漏孔径的比值较小时,砂土会持续漏出,累积漏砂量线性增大;(3)当砂土的平均粒径与渗漏孔径的比值大于0.15时,砂土颗粒在渗漏孔附近能形成稳定的土拱,砂土成拱时的平均粒径远小于渗漏孔径;(4)试样顶部的压力水头越大,水力坡降越大,流速和漏水量越大,作用在砂土颗粒上的渗透力越大,漏砂量和试样表面的沉降量越大;(5)上覆压力越大,渗透系数相对越小,流速和漏水量越小,土颗粒移动所受的摩擦阻力越大,砂土颗粒越不容易移动,因此漏砂量和试样表面的沉降量越小;(6)试样相对松散,其孔隙比和渗透系数相对较大,流速和漏水量较大,由于剪胀性较弱土颗粒相对容易发生移动,漏砂量和试样表面的沉降量较大。

关键词：盾构隧道渗漏侵蚀砂土粒径压力水头上覆压力

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基于压电效应的高速铁路路基压电俘能方法研究

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铁道科学与工程学报 2024年第8期21卷 3001-3014页

作者：陈晓斌金伟涛谢康吕金熊家坤吕鑫龙中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

为了充分利用高速列车运行中产生的振动能量来解决复杂环境下采集设备的供电问题,将压电技术应用于铁路工程中,而现在针对高铁路基的压电俘能新方法的探究尚不明晰,缺乏相关的结构研究以适应路基发电的需求,导致路基内的振动能以热量的... 详细信息

为了充分利用高速列车运行中产生的振动能量来解决复杂环境下采集设备的供电问题,将压电技术应用于铁路工程中,而现在针对高铁路基的压电俘能新方法的探究尚不明晰,缺乏相关的结构研究以适应路基发电的需求,导致路基内的振动能以热量的形式消散。针对这一问题,首先,基于压电效应理论,结合高速铁路路基动力响应特点设计出压电俘能装置HRS-PEH(High-speed Railway Piezoelectric Energy Harvester),建立高速铁路路基压电俘能新方法;其次,通过室内列车荷载模拟试验,探究动载振幅、频率和外接电阻等关键参数对HRS-PEH发电量的影响;最后开展现场行车试验,进一步验证HRS-PEH装置的适用性。研究结果表明:1) HRS-PEH的开路电压随动载振幅的增大而增大,且与频率无明显关系,而负载电压随动载频率和振幅的增加,均呈现线性增大的趋势。故可在工程应用中将HRS-PEH布置在基床表层顶面、钢轨正下方,即可获得最大发电量。2) HRS-PEH的输出功率整体上随外接电阻的增加,呈现出先增大后减小趋势,故存在最优外接电阻使得HRS-PEH发电量最大。3)行车试验发现,若将HRS-PEH布置于高铁路基基床表层,当CRH5型高速列车仅以55 km/h低速运行时,HRS-PEH就可收获0.71 J电能,可以满足路基健康监控设备的正常工作需求。研究成果可高效利用列车振动能量转换为无污染电能,推动铁路“双碳”战略目标的实现。

关键词：高铁路基压电理论室内试验行车测试 “双碳”目标

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风荷载和列车共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性研究

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铁道科学与工程学报 2024年第8期21卷 3179-3188页

作者：冷伍明周思危阮波聂如松袁立刚门小雄董俊利李家通沈一凡赵洋中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利... 详细信息

我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利用风积沙作为铁路路堤填料的新型结构。为研究列车荷载和风荷载共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性计算方法,基于折线滑动法原理,对路堤结构进行分层分区,采用极限平衡方法,推导出列车荷载和沙漠风荷载共同作用下铁路风积沙包芯路基的稳定性系数计算公式并编制计算程序。结合和若铁路风积沙包芯路基的工程实例,验证了该计算方法的可行性。基于该计算程序,研究了风荷载大小、风向角、路堤填筑高度、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡稳定性系数的影响,分析了风向角、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度的影响。计算结果表明,风积沙包芯路基边坡稳定性系数与风荷载大小近似呈线性负相关,与风向角大小呈非线性正相关。风积沙包芯路基边坡稳定性系数富余量与路堤填筑高度呈负相关。风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度与风向角大小呈非线性负相关,与风积沙填料的内摩擦角大小近似呈线性负相关。建议风积沙包芯路基边坡设计中应考虑风荷载的影响。研究成果可供沙漠地区风积沙包芯路基设计借鉴和采用。

关键词：风积沙包芯路基风荷载列车荷载边坡稳定性分析路基基床结构

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钢-UHPC组合梁单钉连接件抗拔性能分析

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东南大学学报（自然科学版） 2023年第1期53卷 44-52页

作者：朱劲松高天歌丁婧楠天津大学建筑工程学院天津300072 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300072

为研究钢-UHPC组合梁单钉连接件的抗拔性能,通过6组UHPC中单钉连接件的拉拔试验和ANSYS软件数值计算,分析了栓钉直径、高度对抗拔承载力和破坏模式的影响.提出了钢-UHPC单钉连接件抗拔承载力计算公式,得到了不同UHPC和栓钉强度下栓钉钉... 详细信息

为研究钢-UHPC组合梁单钉连接件的抗拔性能,通过6组UHPC中单钉连接件的拉拔试验和ANSYS软件数值计算,分析了栓钉直径、高度对抗拔承载力和破坏模式的影响.提出了钢-UHPC单钉连接件抗拔承载力计算公式,得到了不同UHPC和栓钉强度下栓钉钉杆拉断和UHPC开裂2种典型破坏模式的高径比界限.结果表明,若高径比大于界限值,抗拔试件破坏时栓钉钉杆被拉断,UHPC板完好,属于延性破坏;若高径比小于界限值,试件为UHPC开裂破坏,栓钉脱出,UHPC冲切破坏面与竖直面的夹角约为43°,属于脆性破坏.钢-UHPC单钉连接件抗拔承载力公式的计算值略低于模拟值,相对误差小于10%.

关键词：桥梁工程钢-UHPC组合梁单钉连接件抗拔性能抗拔承载力

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近接既有隧道盾构开挖面三维稳定性分析: 收藏
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引用; 岩土工程学报 2023年第7期45卷 1374-1383页; 作者：刘英男雷华阳马长远管波涵天津大学建筑工程学院天津300350 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300350; 针对近接既有隧道条件下的盾构施工开挖面稳定性问题,采用数值模拟和三维理论分析方法进行深入研究。通过数值模拟手段获取了近接既有隧道的盾构开挖面破坏模式,据此提出了改进的三维旋转破坏理论模型。研究结果表明,近接既有隧道的盾... 详细信息; 针对近接既有隧道条件下的盾构施工开挖面稳定性问题,采用数值模拟和三维理论分析方法进行深入研究。通过数值模拟手段获取了近接既有隧道的盾构开挖面破坏模式,据此提出了改进的三维旋转破坏理论模型。研究结果表明,近接既有隧道的盾构开挖面破坏模式主要受开挖面与既有隧道的相对水平距离(s/D)影响,当-1; 关键词：盾构开挖面既有隧道稳定性破坏模式理论模型; 来源：评论; 学校读者我要写书评

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