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高温荷载下植筋加固CRTSⅡ型板式无砟轨道变形及损伤规律 被引量:8
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作者 李杨 陈进杰 +2 位作者 石现峰 王建西 王瑞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期19-27,共9页
采用拉拔试验,研究不同强度等级混凝土基材内销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系,并将其应用于植筋加固CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型,分析高温荷载作用下植筋加固对无砟轨道变形及损伤的影响规律。结果表明:销钉与混凝土的黏结性... 采用拉拔试验,研究不同强度等级混凝土基材内销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系,并将其应用于植筋加固CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型,分析高温荷载作用下植筋加固对无砟轨道变形及损伤的影响规律。结果表明:销钉与混凝土的黏结性能与混凝土强度有关,C30混凝土和C55混凝土试件中销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系分别可用弹性—滑移—破坏3阶段曲线和弹性—滑移2阶段曲线描述;植筋措施能有效减小轨道板在高温荷载作用下的垂向位移,并将轨道板纵连体的纵向位移分散于轨道板单元内,有利于无砟轨道整体稳定性;高温荷载作用下轨道板垂向位移和层间损伤均随轨道板与砂浆层间黏结强度减小而增大,随窄接缝破损程度增大而增大;高温荷载作用下,植筋黏结失效深度不大于120 mm时轨道板垂向位移随植筋黏结失效深度增加而缓慢增大,大于120 mm时轨道板垂向位移随植筋黏结失效深度增加而显著增大,且邻近破损接缝的轨道板下可能发生超过Ⅲ级限值的层间离缝,植筋黏结失效深度应控制在120 mm以内。 展开更多
关键词 CRTSⅡ型板式无砟轨道 损伤 高温荷载 植筋 黏结应力-滑移关系 有限元分析
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移动荷载作用下既有高速铁路路基拓宽计算分析 被引量:5
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作者 李丽华 康浩然 +3 位作者 郑志刚 裴尧尧 宋杨 李孜健 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第5期2131-2139,共9页
通过有限元软件PLAXIS对土工合成材料加筋既有高速铁路路基的加筋效果和动态响应特性进行分析,以具体拓宽道路为例,对比有限元仿真模型计算结果与典型试验结果,验证了有限元模型的准确性,并对比了三维与二维模型的差异,研究了既有高速... 通过有限元软件PLAXIS对土工合成材料加筋既有高速铁路路基的加筋效果和动态响应特性进行分析,以具体拓宽道路为例,对比有限元仿真模型计算结果与典型试验结果,验证了有限元模型的准确性,并对比了三维与二维模型的差异,研究了既有高速铁路加宽路基在移动荷载作用下的动态响应特性。结果表明:在列车动荷载作用下,变形不仅发生于荷载正下方路基,路基两侧的坡面上也伴随变形发生,且靠近加宽路基一侧的坡面变形更明显,相对整体而言,加宽路基处更容易发生过大的变形而导致失稳破坏。路基表面应力变化有一定滞后性,动应力衰减系数与列车速度呈正相关。相较于列车静载,列车动荷载产生的路基表面峰值应力更大。路基沉降与路基高度总体上呈现出正相关趋势,随着高度的降低,沉降减少。路基坡面横向变形随列车的运动响应较快,最大横向变形发生在路基上部。利用土工格栅对既有高速铁路加宽路基加筋,可显著改善路基变形特性,结合经济效益分析,在中上部进行加筋效果较优。 展开更多
关键词 铁路路基加宽 移动荷载 加筋路基 有限元
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弱纵连下CRTS Ⅱ型板式无砟轨道解锁温度研究 被引量:3
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作者 蔡嘉升 陈进杰 +3 位作者 王建西 陈龙 李杨 王瑞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1533-1542,共10页
在弱纵连施工过程中,为了避免轨道板凿除宽窄接缝后在解锁位置发生较大的位移变形,有必要明确不同解锁条件、不同解锁温度下轨道结构的受力变形特征,指导现场施工。基于梁轨相互作用原理和有限元法,建立无砟轨道-多跨简支梁桥精细化模型... 在弱纵连施工过程中,为了避免轨道板凿除宽窄接缝后在解锁位置发生较大的位移变形,有必要明确不同解锁条件、不同解锁温度下轨道结构的受力变形特征,指导现场施工。基于梁轨相互作用原理和有限元法,建立无砟轨道-多跨简支梁桥精细化模型,利用有限元软件中“生死单元”的功能分步骤解锁轨道板,研究桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道在不同解锁工况下轨道结构受力变形规律,据此分析得出合理解锁条件及解锁温度,并对应仿真计算中板端植筋工况,在预加固植筋地段进行了现场解锁实验。研究结果表明:不松开钢轨扣件,解锁板温在初始施工锁定板温±5℃范围内,可以直接解锁宽窄接缝;解锁板温在初始锁定板温±5℃之外,轨道板纵向位移不满足规范限值要求,需严格控制解锁温度;松开扣件解锁轨道板,轨道结构整体受力变形增大,轨道板纵向位移超过规范允许限值,建议解锁时不松开钢轨扣件;板端植筋有利于减小解锁后结构的受力变形,但轨道板纵向应力除外,板端植筋可作为解锁时的预防性手段。现场试验表明,解锁时轨道板板端植筋,宽窄接缝位置处轨道板间相对位移几乎不发生变化。研究成果对于CRTS Ⅱ型板式无砟轨道高温胀板病害提出了一种新的解决思路—弱纵连CRTS Ⅱ型板式无砟轨道。 展开更多
关键词 弱纵连 锁定板温 解锁温度 CRTSⅡ型板式无砟轨道 梁轨相互作用
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间断级配土石混合料力学特性试验和本构模型 被引量:2
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作者 宋杨 孙宏渊 +3 位作者 王清洲 孙文君 王磊 张志彬 《长安大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期35-44,共10页
为研究山区筑路填料中常见的间断级配土石混合料的力学特性,采用SZ30-40DA大型三轴试验仪对间断级配土石混合料进行三轴剪切试验,分析了不同含石量和围压对间断级配土石混合料的应力-应变关系、抗剪强度参数、刚度、孔压、内摩擦角以及... 为研究山区筑路填料中常见的间断级配土石混合料的力学特性,采用SZ30-40DA大型三轴试验仪对间断级配土石混合料进行三轴剪切试验,分析了不同含石量和围压对间断级配土石混合料的应力-应变关系、抗剪强度参数、刚度、孔压、内摩擦角以及黏聚力的影响,并结合邓肯-张模型和幂律模型对间断级配土石混合料的适用性进行分析。结果表明:不同含石量下土石混合料的应力-应变曲线均呈现出应变硬化特征,无应变软化特征,当含石量较低时,应力-应变呈现出一条平滑的曲线,随着含石量增加,应力-应变曲线呈现出明显的“跳跃”现象,土石混合料的抗剪强度随含石量和围压的增加而增大,不同含石量混和料在剪切过程中,粗颗粒表现出不同的破碎程度,含石量增加破碎率增大,内摩擦角随含石量的增加而增大,而黏聚力随含石量的增加而减小,含石量(质量分数,下同)为70%时,内摩擦角达到最大,黏聚力最小,刚度在前期软化现象明显,随着含石量的增加,土体表现出一定的骨架作用,抵抗变形的能力增强,孔压受轴向应变和围压影响较大,随轴向应变的增大先增大后减小,随围压的增大而增大,邓肯-张模型在应用于间断级配土石混合料时存在一定的差距,而幂律模型的拟合度较邓肯-张模型更优,能更好反映间断级配下土石混合料的应变硬化特征。 展开更多
关键词 道路工程 土石混合料 大型三轴试验 含石量 抗剪强度 本构模型
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注胶与植筋对纵连板式无砟轨道受力变形的影响
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作者 李杨 陈进杰 +2 位作者 王建西 石现峰 蔡嘉升 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期103-113,共11页
针对采取维修措施后纵连板式无砟轨道在高温荷载下的受力变形问题,考虑轨道板与砂浆层间界面黏结应力-位移非线性本构关系、植筋结构应力-滑移非线性本构关系,建立了纵连板式无砟轨道力学行为分析有限元模型,并对其施加非线性高温荷载,... 针对采取维修措施后纵连板式无砟轨道在高温荷载下的受力变形问题,考虑轨道板与砂浆层间界面黏结应力-位移非线性本构关系、植筋结构应力-滑移非线性本构关系,建立了纵连板式无砟轨道力学行为分析有限元模型,并对其施加非线性高温荷载,对比分析了注胶、植筋与2种措施共用对纵连板式无砟轨道受力变形与结构损伤的影响规律。研究结果表明:对于轨道板两侧存在0.2 m层间离缝、一宽窄接缝存在破损的基本工况,注胶、植筋与2种措施共用情况下邻近破损接缝的轨道板端部层间离缝最大值分别为未采取维修措施时的63%、20%和18%,破损接缝混凝土受压损伤最大值分别为未采取维修措施时的51.0%、6.8%和5.5%;对于宽窄接缝结构状态较差的纵连板式无砟轨道,植筋措施的维护效果远好于注胶措施,而2种措施共用的效果更佳;注胶措施对纵连板式无砟轨道端部垂向位移、层间损伤和宽窄接缝受压损伤的限制作用随注胶深度的增加而增强;仅采用注胶措施情况下,若要达到2种措施共用情况下邻近破损接缝的轨道板端部层间损伤的幅值范围,注胶板块数需不小于2,且双侧注胶深度均需不小于0.9 m,建议在仅采取注胶措施时,充分保证注胶维修面积。 展开更多
关键词 铁道工程 无砟轨道 有限元方法 注胶 植筋 层间损伤
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环向加筋灰土墩单墩极限承载力解析解
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作者 崔玉萍 黄永杰 +4 位作者 孙立强 冯守中 郎瑞卿 宋杨 赵泽宇 《土木工程与管理学报》 2021年第5期23-28,共6页
强夯式灰土桩(墩)常用于处理软土地基或湿陷性黄土地基,由于灰土本身强度较低,采用土工合成材料对灰土墩进行环向约束,用于提高其强度。环向加筋灰土墩具有直径大、单墩承载力高和鼓胀变形小等特点,当灰土墩下面存在较硬土层时,其承载... 强夯式灰土桩(墩)常用于处理软土地基或湿陷性黄土地基,由于灰土本身强度较低,采用土工合成材料对灰土墩进行环向约束,用于提高其强度。环向加筋灰土墩具有直径大、单墩承载力高和鼓胀变形小等特点,当灰土墩下面存在较硬土层时,其承载力通常由墩体抗剪强度控制。通过对比环向加筋灰土墩受到竖向荷载前后应力状态变化,分析了其墩身强度形成机理,考虑加筋材料的侧向约束作用,建立了其抗剪强度计算方法;考虑灰土墩与地基土的相互作用,建立了基于墩身强度控制的环向加筋灰土墩极限承载力计算方法,并通过室内模型试验和数值计算对理论方法进行验证,结果表明推导得到的计算方法精度较高。研究成果可为环向加筋灰土墩承载力设计提供依据。 展开更多
关键词 墩体强度 环向加筋 灰土墩 极限承载力
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基于不同PSO-ELM模型的碾压黏土抗剪强度预测方法研究 被引量:1
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作者 金坎辉 杨涛 +4 位作者 霍树义 王雷 王诚杰 姜岳 张欢灵 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期213-219,227,共8页
碾压黏土的抗剪强度直接影响碾压土石坝的质量和使用寿命。为得出碾压黏土抗剪强度的最优预测模型,通过粒子群算法优化极限学习机模型(PSO-ELM),分别以Sine函数、radbas函数和hardlim函数3种激活函数为基础,构建PSO-ELM_(sin),PSO-ELM_(... 碾压黏土的抗剪强度直接影响碾压土石坝的质量和使用寿命。为得出碾压黏土抗剪强度的最优预测模型,通过粒子群算法优化极限学习机模型(PSO-ELM),分别以Sine函数、radbas函数和hardlim函数3种激活函数为基础,构建PSO-ELM_(sin),PSO-ELM_(rad)和PSO-ELM_(hard)3种模型,并将模型结果与ELM模型、广义回归神经网络模型(GRNN)、随机森林模型(RF)和BP神经网络模型进行了对比。结果表明:在黏聚力和内摩擦角的拟合结果中,PSO-ELM_(sin)模型精度最高,其拟合方程斜率分别为1.005,1.032;在月值模拟中,PSO-ELM_(sin)模型与实测值的拟合度最高,相对误差仅在6.0%~9.3%;PSO-ELM_(sin)模型在黏聚力模拟中RMSE,RRMSE,MAE,E_(ns)和R^(2)分别为0.776 kPa,1.80%,0.641 kPa,0.993和0.997,该模型在内摩擦角模拟中RMSE,RRMSE,MAE,E_(ns)和R^(2)分别为1.635°,6.98%,1.616°,0.983和0.998,模型精度均排名第一。因此,PSO-ELM_(sin)模型在所有模型中精度最高,可作为碾压黏土抗剪强度预测的标准模型使用。 展开更多
关键词 碾压黏土 抗剪强度 粒子群算法 极限学习机 激活函数
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