• 2022年第39卷第1期文章目次
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    • >交通基础设施
    • UHTC功能梯度湿接缝的抗冲击性能

      2022, 39(1):1-11. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.001 CSTR:

      摘要 (362) HTML (0) PDF 1.50 M (1940) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对预制桥面板湿接缝服役期间受冲击荷载发生破坏的现象,引入功能梯度组合结构设计理念,设计出一种预制桥面板 UHTC 功能梯度湿接缝,以 UHTC 功能层相对厚度以及 UHTC 层抗压强度的大小为主要变化参数,采用落锤冲击法研究了湿接缝模型试件的抗冲击性能。 结果表明,抗压强度一定时,冲击寿命随着 UHTC 功能层相对厚度的增加呈指数增长,并建立了关于 UHTC 功能层相对厚度的湿接缝模型试件冲击韧性预测模型。 对于超高韧性功能层厚度相同的模型试件,冲击耗能随着 UHTC 层抗压强度的增大而减小,且减小幅度随着 UHTC 层抗压强度的增大而增大。 不同抗压强度下时的初裂寿命与终裂寿命满足线性相关。 根据灰色关联分析,得到 3 种影响因素对终裂寿命的影响程度由强到弱为:初裂寿命>UHTC 功能层相对厚度>抗压强度>0.5。 在上述基础上建立两种终裂寿命预测模型 Model_Ⅰ和 Model_Ⅱ,经检验计算 Model_Ⅰ的预测精度较高,适用性良好,而 Model_Ⅱ的精度较差,适用性也较差。

    • 危岩集合体激振特性试验研究

      2022, 39(1):12-18. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.013 CSTR:

      摘要 (364) HTML (0) PDF 1.42 M (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:危岩集合体是产生大型特大型崩塌灾害的物理基础,其破坏机制是崩塌灾害监测预警的重大科学问题。 构建了危岩集合体激振试验模型,据此开展危岩破坏模型试验,获得了约 27 万个激振信号测试数据。 试验表明,危岩块之间界面的完整性对激振信号在危岩集合体内的传播影响明显,完整性越好,越容易传递激振信号。 同时,激振信号存在主振和次振两部分,其中主振发生在第 20~50 ms,次振发生在第 90~100 ms,且危岩块之间完整性越差,次振分散性越显著。 危岩集合体内危岩块的破坏有随机性,但是危岩破坏产生激振作用则有必然性,主振可能是引发大型特大型崩塌灾害的激发因子,次振可能是危岩集合体发生链式崩落的内在动力机制。 研究成果为深入开展危岩集合体破坏力学机制研究提供了科学借鉴。

    • 高铁悬臂式挡墙路基对既有路基变形控制研究

      2022, 39(1):19-28. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.014 CSTR:

      摘要 (416) HTML (0) PDF 1.94 M (1953) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于运营期间的铁路,在其路基外侧新建悬臂挡墙式高速铁路路基等新增荷载必然会对既有路基产生一定的位移变形, 影响轨道的平顺性。 以昌景黄铁路邻近悬臂挡墙式路基段施工为背景,结合实际工况,基于小应变刚度(HSS)模型,采用有限元分析平台(PLAXIS 3D)分析了不同控制手段下新建悬臂挡墙式路堤对邻近既有线的扰动变形影响,并对各种措施的控制效率进行评估,提出了对于并线新建路堤需要重点关注的关键控制点。 计算结果表明:高压旋喷桩和隔离桩手段能够有效控制新建线对既有线所带来的扰动,且采用“8 m 高压旋喷桩+4 m 隔离桩”方案控制变形效果最佳。 研究成果既可直接应用于铁路标段工程,又可应用于今后的高速铁路新建工程,提供建设经验。

    • 动载作用下SPSC-AC抗滑结构的弯矩分配规律研究

      2022, 39(1):29-39. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.002 CSTR:

      摘要 (160) HTML (0) PDF 2.14 M (1647) 评论 (0) 收藏

      摘要:将围桩-土拱弦式耦合抗滑结构(SPSC-AC)用于高速铁路路基蠕滑工程防治设计,有必要开展在列车动荷载下各个围桩的弯矩分配规律研究。 在某高铁路基过渡段蠕滑机理和变形特征研究基础上,利用 Midas/GTS NX 建立 SPSC-AC 治理的路基桥墩-边坡三维数值模型,采用非线性动力时程+有限元强度折减法,分析 SPSC-AC 的治理效果,探讨在不同列车速度的动载作用下 SPSC-AC 弯矩特征和分配规律,提出优化建议。 结果表明:SPSC-AC 主控围桩间距在 4d 布置形式下,各围桩桩身弯矩值的分布大致成反 S 形分布;在一定速度下,各围桩桩身最大弯矩值随时间的变化基本一致,呈“简谐波”状;随着列车行驶速度的增大,稳定阶段的围桩弯矩值也随之增大;一定速度下的稳定阶段各围桩弯矩值表现为 R1# 桩>R3# 桩>R2# 桩>R8# 桩>R4# 桩>R7# 桩>R5# 桩>R6# 桩。 各围桩的弯矩分配比例是 R1# 桩为 1.00,R3# 桩为 0.51,R2# 桩为 0.46,R8# 桩为 0.46,R4# 桩为 0.39, R7# 桩为 0.33,R5# 桩为 0.31,R6# 桩为 0.29。 研究结果可为高速铁路路基蠕滑防治工程设计提供依据。

    • 开裂隧道衬砌有压渗水室内模型试验研究

      2022, 39(1):40-49. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.011 CSTR:

      摘要 (159) HTML (0) PDF 1.78 M (1837) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对隧道出现的渗漏水及结构破损等问题,为找出高水压渗漏点或即将发生渗漏的位置和定量确定水压大小,开展了开裂混凝土室内模型加压试验,模拟开裂衬砌在不同水压条件下的渗透情况,使用红外热像仪观测混凝土试块渗流面的温度分布情况,研究渗压大小、裂缝尺寸和温度的关系。 试验结果表明:渗流量与裂缝宽度及水压大小密切相关,在同一裂缝条件下, 水压越大,渗流速度越快;同一水压条件下,裂缝越发展,渗流速度越大;非贯穿裂缝渗水面的渗流面积往往大于贯穿裂缝渗水面的渗流面积;渗流量最大处往往温度最低,可以通过使用红外热像仪扫描找出隧道渗流区域内最小温度点,从而确定最合适的打孔泄压位置。

    • 用于盾构管片接缝的环氧树脂力学性能研究

      2022, 39(1):50-58. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.012 CSTR:

      摘要 (296) HTML (0) PDF 1.83 M (1826) 评论 (0) 收藏

      摘要:环氧树脂是一种用于盾构管片接缝处的堵漏材料,具有广阔的应用前景,系统分析其力学性能的影响因素及变化规律, 可为管片接缝堵漏设计及施工提供指导性意见,提高防水能力,延长盾构隧道寿命。 本文通过试验和数值模拟对环氧树脂材料进行受力分析,探究相关因素对其力学性能的影响,得出结论:① 环氧树脂的黏结强度:干态黏合>湿面黏合>完全水下环境, 干态和湿面条件下的黏结强度较高且相差不大,但在完全水下环境中下降程度较为明显。 ② 黏结厚度增加,环氧树脂的黏结强度减小,黏结面应力不均匀程度加重,易在端部产生破坏。 ③ 低模量环氧树脂材料具有较强的延展性,可降低应力峰值,能较好抵抗管片接缝变形。 ④ 管片位移增大,环氧树脂黏结面应力也随之增大,管片张开量主要影响应力值,管片错台量主要影响应力分布的均匀程度。 ⑤ 水压越大,环氧树脂黏结面的应力值越大。

    • 地下水位及地层渗透系数对基坑抗浮影响研究

      2022, 39(1):59-66. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.009 CSTR:

      摘要 (221) HTML (0) PDF 1.79 M (3030) 评论 (0) 收藏

      摘要:某超深圆形盾构始发井基坑因考虑抗浮及盾构始发安全而进行了坑外降水,但引起周边地层较大沉降,按照要求停止降水并恢复原地下水位。 在现场监测基础上,采用理论及数值手段,对高水位下该基坑的抗浮及地层渗透系数对围护结构的影响开展研究。 研究表明:在不考虑围护结构与地层间摩擦阻力的情况下,基坑可以依靠围护结构自重抵抗地下水产生的浮力;在相同水位下,基坑围护结构底部所处土层的渗透系数是影响围护结构上浮的主要因素。

    • 基于概率分析的桥梁静载试验风险研究

      2022, 39(1):67-75. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.008 CSTR:

      摘要 (283) HTML (0) PDF 1.87 M (1614) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估桥梁静载试验潜在风险,采用基于概率分析的可靠度理论推导成桥和单梁静载试验的失效风险计算公式,提出静载试验容许可靠指标,建立了可用于新桥、旧桥、提载桥梁和预制梁静载试验的风险评估方法,并以算例说明。 利用该方法计算基本构件抗力衰减系数及提载系数的容许值,明确应进行试验评估的桥梁范围。 分析各影响因素对试验可靠指标的作用规律, 比较采用不同试验控制荷载取值方法时的结构可靠性。 研究表明:新建桥梁试验可靠指标与活恒效应比和恒恒效应比成正比, 前者为主要因素,后者仅在活恒效应比不大于 0.5 时有影响;抗力下降和汽车荷载效应增大使试验可靠指标减小,其中抗力下降 30%时降幅平均值为 1.4~2.3,汽车荷载效应增大 50%时降幅平均值为 0.7~1.1。

    • 高速铁路设施管理单元区段动态划分方法

      2022, 39(1):76-81. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.010 CSTR:

      摘要 (220) HTML (0) PDF 1.78 M (1854) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于不等长的单元区段划分思路,结合单元区段内基础设施的属性特征,以轨道质量指数(TQI)作为单元区段划分的标准,提出了一种考虑线路状态、基础设施属性、养护维修能力的单元区段动态划分方法。 确定了单元区段划分的原则和优先级, 按照两阶段实现单元区段的划分,第一阶段是不等长、固定的单元区段划分,可以反映线路基础设施的基本情况;第二阶段是利用自底向上算法进行不等长、动态的单元区段划分,可以反映线路基础设施质量状态较差的重点区段情况。 利用提出的方法,对沪宁城际铁路基础设施单元区段划分进行了实践,结果表明该方法可以有效、多样地划分单元区段,划分的结果接近线路状态的真实情况。

    • >交通管理与控制
    • 考虑非机动车影响的公交车进站决策模型研究

      2022, 39(1):82-88. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.007 CSTR:

      摘要 (231) HTML (0) PDF 1.69 M (2151) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究直线式公交站点及上游区域内公交车与非机动车的冲突关系,选取福州市区两个典型的直线式公交站点,利用无人机获取公交车辆进站和非机动车的行驶轨迹,提取公交车换道点的实际位置。 将完全信息静态非合作博弈与元胞自动机仿真模型相结合,探求冲突双方的纳什均衡值,并改进元胞自动机换道规则,提出了一种基于完全信息静态非合作博弈的改进型元胞自动机模型,用于模拟公交车占用非机动车道停靠情况下交通流运行状态。 以换道点空间分布比例作为校验指标,校验结果表明,仿真值与实际值的误差均低于 8%,说明改进型元胞自动机仿真模型能较好反映交通流实际运行情况;并以公交车近距离换道概率为指标,仿真结果表明,公交车近距离换道概率与非机动车交通量正相关。

    • 基于地铁的地上地下闭环物流配送路径优化

      2022, 39(1):89-98. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.006 CSTR:

      摘要 (332) HTML (0) PDF 1.93 M (3505) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对闭环物流需求增长与道路资源紧缺的不平衡问题,设计了基于地铁的地上地下配送模式,以运输成本,时间窗惩罚成本,碳排放成本,转运成本,固定成本和地铁货运运营成本的总成本最小为目标函数,构建基于地铁的地上地下闭环物流配送路径优化模型。 基于半初始化子路径扰动策略改进了自适应遗传算法,并以南京市秦淮区为例进行分析。 结果表明:相比于常规自适应遗传算法,改进的算法可以缩短 49.14%的运算时间,且求解更高效、稳定;选取多编组的开行方式,并设置物流车厢容量和发车间隔分布为 3 000 件和 5 min,可以降低 4.6%的平均服务时间和 3.8%的总成本,具有较好的送达时效性和经济性;相比传统物流模式,合理利用现有地铁线网的地上地下闭环物流配送方案可以降低 57.5%的碳排放量、减少 8.1%的平均配送时间,其配送模式可为未来城市物流与地铁的发展提供参考依据。

    • >载运装备运维
    • 地铁车辆辅助变流器的噪声仿真及测试

      2022, 39(1):99-107. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.004 CSTR:

      摘要 (242) HTML (0) PDF 2.19 M (1622) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确保某海外地铁车辆辅助变流器满足噪声性能要求,建立辅助变流器的统计能量分析模型,分析平板子系统和声腔子系统的能量分布特征以及噪声传递路径,通过开展不同工况的噪声测试获得声功率级和噪声频谱特性,并对 1 800 Hz 的振动噪声过大问题开展针对性分析。 研究结果表明:测点 2 和测点 5 的噪声较高与空气传声、噪声透射和结构辐射噪声有关,测点 1 的噪声较小与进风口侧的吸声材料布置有关; 低速半载和高速满载工况的噪声以 IGBT 开关频率的 2 倍频 1 800 Hz 的电磁噪声为主,变压器顶部壁板和出风口侧壁板的振动频谱以 1 800 Hz 为主,在该位置粘贴阻尼材料和吸声材料可以降低振动噪声。 噪声仿真及测试可为地铁车辆辅助变流器产品的设计开发提供指导。

    • 基于临界折射纵波的钢轨温度力监测方法

      2022, 39(1):108-115. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.005 CSTR:

      摘要 (322) HTML (0) PDF 1.98 M (1912) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统温度力检测方法受检测原理和传感元件效率的制约,难以对无缝线路钢轨温度力进行快速准确的实时监测。 提出一种基于临界折射纵波的无缝线路温度力在线监测方法,以声弹性原理为基础,采用 Snell 定理计算超声纵波最佳入射角,通过中性温度点实现无缝线路温度力实时检测。 分别搭建了温度力在线监测硬件和软件系统对理论算法进行实践,利用移动网络传输的方式将实时监测波形发送到云端服务器,将原始波形的波峰作为特征数据,通过标定实验去除残余应力对温度力检测结果的干扰。 结果表明:临界折射纵波可以有效地实现无缝线路钢轨温度力测量,结合建立的硬件和软件系统为无缝线路服役性能关键参数管理提供了新途径,建议继续深化钢轨温度力监测研究。

    • >交叉学科前沿
    • 改进Census立体匹配算法研究综述

      2022, 39(1):116-125. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.01.003 CSTR:

      摘要 (602) HTML (0) PDF 1.91 M (3341) 评论 (0) 收藏

      摘要:立体匹配算法在双目视觉中起着重要作用。 基于非参数变换的 Census 立体匹配算法在近几年得到了广泛的应用,但 Census 立体匹配算法在求视差的过程中存在一定的不足。针对 Census 立体匹配算法的不足,近年来出现了诸多 Census 立体匹配算法的改进。 介绍了 Census 立体匹配算法计算视差的基本原理, 分析 Census 立体匹配算法在计算视差过程中存在的局限性;重点以分类形式归纳了改进 Census 立体匹配算法,将近年来改进的 Census 立体匹配算法分为 6 类;对每一类改进的 Census 立体匹配算法的优缺点、核心思想进行归纳总结,对 6 类改进的 Census 立体匹配算法进行对比分析,并总结分析了 Census 立体匹配算法的应用和发展趋势。

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