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2023, 40(2):1-8. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.013 CSTR:
摘要:紧邻铁路偏压基坑施工对铁路运营影响大,需严格控制其变形,以减小对铁路的影响,因此对基坑围护结构的设计通常 “偏保守”,存在优化的可能。 为探究偏压基坑中围护结构优化的可能,以某工程为依托,分别对铁路两侧的等长桩围护结构与长短桩围护结构的变形与内力进行了测试,比较分析了两侧围护结构的实测结果。 结果表明:在本工程中,左右两侧基坑变形较小,均在可控范围内,等长桩围护结构与长短桩围护结构均可保证基坑与铁路安全。 与等长桩围护结构相比,长短桩围护结构的桩身最大水平位移与弯矩出现了增长,水平位移最大增长了 0.25 mm,桩身弯矩最大增长了 10.14 kN·m,两者增长量均较小,长短桩围护结构具有良好的支护效果。 长短桩围护结构紧邻偏压侧的桩身水平位移与弯矩大于远离偏压侧,但两者相差较小,偏压荷载对长短桩围护结构的影响较小。
2023, 40(2):9-15. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.014 CSTR:
摘要:基于前期开发的高速铁路基础变形诱发轨道结构变形与层间接触性状演变的通用表征模型,引入余弦型路基沉降描述函数,引入用以刻画轨道-路基间接触非线性的 Heaviside 函数,推导余弦型路基沉降下纵连板式无砟轨道各层结构的变形方程,利用渐进性接近法求解含接触非线性的超静定方程,进而分析余弦型路基沉降对轨道各层结构变形和层间接触性状演变的影响规律。 结果表明:在余弦型路基沉降区域内,轨道随路基沉降发生“跟随性”变形,当路基沉降波长一定时,轨道下沉和上拱均随路基沉降幅值的增加而增大,当沉降幅值一定时,轨道下沉随路基沉降波长的增加而增大,但上拱却减小;轨道-路基间的脱空区域及轨道的受力曲线呈左右对称,轨道整体刚度影响脱空长度和高度;当路基沉降波长为 10 m 时,随路基沉降幅值的增加,脱空高度和长度增长的同时,还会整体向远离沉降区方向“偏移”;当路基沉降幅值为 10 mm 时,需要重点关注沉降波长小于 20 m 的不均匀沉降。
2023, 40(2):16-21. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.002 CSTR:
摘要:开口率是盾构机刀盘的重要结构参数,其大小直接关系到刀盘与开挖面的相互作用。 通过设计 1∶10 的模型试验,实现了刀盘开口率可调及渣土实时称量,从而间接地实现了对土舱饱满度的控制。 试验研究分析表明:在实际出土率与理论出土率相等的条件下,增大刀盘开口率可减小刀盘面而与开挖面的接触面,从而减小刀盘扭矩,刀盘开口率增大了 10%,刀盘扭矩减小约 5.8%;在相同的出土率时,刀盘的开口率对地表最大沉降影响不显著;而在土舱近似满舱状态下,刀盘空隙上的渣土对开挖面可起的支护作用。
2023, 40(2):22-29. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.008 CSTR:
摘要:基于南昌艾溪湖隧道坑中坑基坑工程案例,利用数值计算软件研究分析坑中坑不同空间形态下的基坑变形特性,并提出基坑变形影响率,综合判定各坑中坑空间形态参数对于基坑变形的敏感性。 研究结果表明:影响坑中坑变形特性的空间形态特征要素主要为内外坑相对大小、相对位置和围护结构插入比;具体敏感性关系为:相对深度>相对位置>外坑围护结构插入比> 内坑围护结构插入比>相对宽度。
2023, 40(2):30-38. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.02.004 CSTR:
摘要:针对刚构桥上无砟轨道无缝线路的受力与变形进行研究,以梁-板-轨相互作用原理为基础,分别建立刚构桥上 CRTSⅢ 型板式和 CRTSⅠ型双块式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,计算伸缩、挠曲、制动、断轨工况下轨道结构和桥梁纵向力及位移,并对两种轨道结构静力特性进行对比分析,为刚构桥上无缝线路轨道结构设计提供参考。 结果显示:在温度荷载、列车荷载作用下,采用 CRTSⅠ型双块式轨道结构时钢轨纵向力更小,但轨板相对位移增幅明显,可能产生安全隐患;在列车制动荷载工况下,采用 CRTSⅢ型板式轨道结构时钢轨纵向力与轨板相对位移均更小;在断轨工况下,采用 CRTSⅠ型双块式轨道结构时断缝值超过了规范容许限值。 建议在刚构桥上采用 CRTSⅢ型板式无砟轨道。
2023, 40(2):39-46. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.001 CSTR:
摘要:盾尾密封系统的防水密封性能是影响盾构施工安全的重要因素,为分析其防水失效特性,设计了盾尾密封系统室内模型试验,并基于计算流体力学建立了对应的盾尾密封系统仿真模型。 分析了在外部水压侵入过程中水油两相流体的体积分布、压力场和速度场变化,探究了盾尾结构参数、尾刷参数、油脂参数对密封性能的影响规律。 结果表明:增加盾尾刷道数可有效提升防水能力;在防水失效过程中,在盾尾刷处出现流速的峰值点,流速的扩展分布与水侵入的体积分布具有一致性;盾尾刷渗透率、油脂粘度是影响初始漏水时间的敏感性因素;通过减小盾尾刷渗透率、增大油脂粘度,可有效延迟初始漏水时间,提升盾尾密封系统防水能力。
摘要:为研究高速列车过桥引起的环境振动问题,以沪昆客运专线某铁路桥梁为工程背景,采用现场实测和有限元法获取地面振动特性。 将计算值与实测值对比分析,结果表明:高速列车过桥引起的地面横向振动加速度稍大于垂向振动加速度,频谱曲线的主峰频率点可视为周期载荷诱发的共振频率;横垂向卓越频率分布区间为 10~80 Hz,频带内各单频加速度幅值随距离增加呈波动衰减趋势;当不同频率的振动波波峰相遇时,相遇点的振动叠加出现放大现象;横垂向加速度最大振级对应的频带为 25~63 Hz,大部分出现在 31.5 Hz;实测值和计算值在幅值大小及变化趋势吻合较好,加速度 Z 振级最大误差为 1.4 dB。 可见, 有限元模型满足精度要求,证明该方法能够有效预测环境振动响应。
2023, 40(2):57-70. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.015 CSTR:
摘要:时序逻辑是研究状态随时间变化系统的逻辑特性,在软硬件验证中有着广泛应用,是模型检测的基础。 基于对时间模型的不同描述以及为了处理更加复杂的计算特征,衍生出各种时序逻辑,具有不同的表达能力,正确理解其表达能力对于系统模型的形式化规约尤为重要。 首先,介绍基于离散时间模型的线性时序逻辑 LTL、计算树逻辑 CTL 和 CTL*,以及基于连续时间模型的区间时序逻辑 ITL 和投影时序逻辑 PTL,对它们的表达能力及区别进行了详细阐述;然后,概述为了描述随机、实时、混成、开放系统中的复杂行为而提出的不同时序逻辑,指出它们的特点及适用范围;最后,对时序逻辑的未来研究方向进行展望。
2023, 40(2):71-78. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.012 CSTR:
摘要:强对流天气是影响飞机飞行的重要原因之一。 为了有效减少飞机改航的经济浪费,同时降低遇到危险的概率,需要准确划设飞行受限区并进行预测。 首先提取出影响飞机飞行的雷雨点数据,采用 Graham 算法划设静态飞行限制区的初始多边形, 提出距离均值方法对飞行限制区的几何形状变化进行预测。 然后引入 Markov 思想通过类状态转移矩阵预测飞行限制区的中心点位置变化,提出角度增量的方法预测飞行限制区中心点角度变化。 实例结果表明,对于时间分辨率较低的雷达气象数据, 该方法预测精确度较高且偏差度较低,并且可以实时更新预测区域。 在静态飞行限制区的基础上实现了动态预测,使预测结果更贴近实际变化情况。
2023, 40(2):79-86. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.009 CSTR:
摘要:为了探明在牵引工况和制动工况下的列车轮轨滚动接触行为, 从而为今后轮轨损伤机理的研究提供理论基础,以 CRH2-300 型动车组轮轨为研究对象,通过有限元仿真研究了基于牵引制动性能摩擦系数模型的轮轨接触力学行为,结果表明:基于经验模型的摩擦系数显著大于基于牵引、制动模型的摩擦系数及新干线模型的摩擦系数,新干线模型的摩擦系数与基于牵引制动性能模型的摩擦系数较为接近;牵引工况下的切向力云图呈现两点接触形态,且沿运行方向前端的点接触切向力明显大于运行方向后端,而在制动工况下,切向力在起始时刻为单点接触,随后变为两点接触;在轮轨接触点处,车轮 S23 切应力呈圆弧形且走势与车轮角速度方向一致,钢轨与车轮 S23 切应力圆弧走势对称。
2023, 40(2):87-94. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.010 CSTR:
摘要:通过可逆加成-断裂转移自由基聚合(RAFT)制备了一系列共聚物(PDAAM-co-PNIPAM-co-Mu),其成分为含脲基嘧啶酮(UPy)基团单体(Mu)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和 N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),利用己二酸二酰肼(ADH)和 PDAAM-coPNIPAM-co-Mu 反应,得到酰腙动态共价键交联的智能水凝胶。 通过扫描电镜(SEM)、流变仪和万能试验机对智能水凝胶的结构、力学性能以及智能特性进行了考察。 实验结果表明:UPy 基团引入到该水凝胶网络中能够通过氢键增强水凝胶,其压缩强度提高了近 4 倍;同时,该水凝胶具有 pH 和温度双重响应、自愈合性能,并且水凝胶的压缩强度在温度响应之后提高了近 30倍。
2023, 40(2):95-102. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.02.002 CSTR:
摘要:动力电池组各单体之间由于生产工艺和使用环境等因素会产生不一致性故障,从而影响电池使用寿命和行车安全。 针对动力电池组不一致性故障下的异常单体诊断需求,依托车联网平台数据,基于孤立森林法提出一种动力电池单体识别与预警方法,通过统计正常样本与异常样本的得分情况,以确定故障阈值 T=0.75;同时,结合滑动窗口实时更新流入诊断模型的数据, 实现对不一致单体的识别与预警。 结果表明,该方法可以有效识别出不一致性单体,查全率和查准率分别为 0.91 和 0.95,当滑动窗口大小为 15 时对实时故障的预警效果最好。 研究成果有利于减少或避免因动力电池不一致造成电动汽车起火和爆炸事故,对推动电动汽车进一步普及具有重要意义。
2023, 40(2):103-111. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.006 CSTR:
摘要:研究了一类分数阶 Schrodinger-Pöisson 方程组非平凡解的存在性和多重性。 在不同非线性项的假设条件下,通过变分法和对称山路定理得到了解的存在性和多重性。
2023, 40(2):112-117. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230330.011 CSTR:
摘要:传统光力系统中产生强机械压缩一般需要光场衰减率小于机械振子频率(可分辨边带条件),在实验室极难实现。 针对光力系统在高不可分辨边带(光场衰减率远大于机械振子频率)条件下产生强机械压缩及稳态纠缠问题,提出利用两个两能级原子系综和两束不同强度激光共同调制光力系统,放宽可分辨边带条件的限制。 研究结果表明:将两个原子系综放入光力学系统中,即使在高不可分辨的边带状态下,也能实现超过 3 dB 的强机械压缩;光场和机械振子之间的稳态纠缠也可产生。
2023, 40(2):118-126. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.02.001 CSTR:
摘要:近些年金属有机框架材料(MOFs)衍生碳基材料可以作为绿色的吸附剂和高效的过硫酸盐催化剂而被广泛应用。 介绍了 MOFs 材料的制备工艺以及分析各自优缺点。 详细综述了 MOFs 衍生碳材料活化过硫酸盐降解有机废水的机理, 主要包括 MOFs 衍生金属化合物、MOFs 衍生的无金属碳材料、MOFs 衍生过渡金属/碳复合材料。 最后对 MOFs 衍生碳材料吸附去除和吸附/氧化耦合处理污染有机物废水的应用情况进行了总结归纳。