摘要：针对行车环境下列车晃动和环境噪声对钢轨磨耗测量的影响,提出了一种轨腰小圆弧自动提取方法,实现了钢轨轮廓的高精度配准。首先,提出了基于截断残差直方图的多项式拟合方法,寻找廓形最优拟合曲线,降低了噪声对轮廓拟合的影响;然后,针对拟合曲线的曲率分布特征,提出了基于动态窗口的最大曲率熵区间搜索算法实现轨腰小圆弧的自动分割;最后,基于两侧轨腰小圆弧拟合2个圆心作为匹配基准点,实现钢轨测量轮廓与标准设计轮廓的对齐配准。静态实验结果表明,该方法的系统测量误差均值和标准差都控制在0. 01 mm之内,具有较小的测量误差和良好的重复性。现场动态测量也验证了该方法在行车环境下的重复性精度,多次测量结果的重复性良好,钢轨磨耗动态测量偏差控制在0. 2 mm以内。

摘要：研究目的:地基土基床系数是地下工程设计的重要力学参数,可通过平板载荷试验、螺旋板载荷试验、扁板侧胀试验、旁压试验等多种现场试验测定,但不同的现场试验结果存在一定的差异性,给工程勘察与工程设计带来较大困难。本文依托铁路与轨道交通建设项目开展现场对比试验,对不同试验的测试结果进行综合对比分析研究。研究结论:(1)得出了螺旋板载荷试验、扁板侧胀试验、旁压试验确定不同土类基准基床系数与规范经验值之间的对比关系;(2)建立了螺旋板载荷试验、扁板侧胀试验和旁压试验确定基准基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系,便于直接利用静力触探估算地基土基准基床系数;(3)对螺旋板载荷试验、扁板侧胀试验确定基准基床系数方法进行修正,修正后测试结果与旁压试验基本一致;(4)本研究成果可为地下工程勘察设计提供借鉴与参考。

摘要：研究目的:水平基床系数是地下工程设计的重要岩土工程参数,决定地下工程的经济性、安全性和可靠性。旁压试验是一种先进的原位测试技术,在岩土工程勘察中应用广泛。通过本文研究,拟建立旁压试验确定水平基床系数的方法,并通过对比试验研究建立旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系。研究结论:(1)本文建立的旁压试验确定水平基床系数方法考虑了基础尺寸的影响,试验结果与"梅纳法"和"日本法"较为接近;(2)规范经验值与本文建立的方法、"梅纳法"及"日本法"的试验结果相比显著偏小;(3)通过对试验数据进行统计分析,得出旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系式:黏性土,K_(h1)=12. 84p_s^(1. 61);砂性土,K_(h1)=6. 58q_c;(4)本研究成果可为地下工程勘察与设计提供借鉴或参考。

摘要：研究目的:海底大直径隧道管片结构对混凝土的抗裂性提出了较高的要求,采用纤维混凝土能够有效解决这一问题。本文对纤维混凝土在不同养护龄期下的抗压强度以及弹性模量进行试验研究,分析不同聚丙烯纤维及钢纤维掺量对混凝土抗压强度以及弹性模量随龄期发展的影响规律,研究纤维掺量对混凝土力学性能的影响,并利用扫描电镜对聚丙烯纤维混凝土进行观测,从微观角度分析纤维与混凝土的作用机理。研究结论:(1)钢纤维对混凝土强度有提高作用,2%钢纤维掺量的混凝土试件抗压强度要明显高于其他组的试验结果,纤维混凝土的强度离散性高于普通混凝土;(2)纤维可明显提高混凝土的弹性模量,2%钢纤维掺量的混凝土试件弹性模量最高,2 kg聚丙烯纤维掺量的混凝土28 d弹性模量较3 d提升幅度最大;(3)微观试验表明,聚丙烯纤维表面较为光滑,与混凝土基体结合性能较差,是聚丙烯纤维混凝土强度较低的原因之一;(4)本研究成果可为海底隧道混凝土管片设计提供指导。

摘要：研究目的:扁板侧胀试验是一种先进的原位测试技术,与CPTU孔压消散试验相比,DMTC消散试验具有诸多优点。通过本研究,拟建立DMTC消散试验计算水平固结系数的数学模型,并通过对比试验确定计算模型的关键参数——时间因数。研究结论:(1)对于饱和软黏性土,DMTC消散试验测试的p_2值近似等于孔隙水压力,而且DMTC消散曲线与孔压消散曲线能够很好地匹配,因此借鉴孔压消散理论建立DMTC消散试验计算水平固结系数模型;(2)DMTC消散试验实测曲线与u_2型孔压消散理论曲线拟合相近程度最高,因此通过开展DMTC与u_2型孔压消散对比试验确定模型关键参数——时间因数;(3)DMTC消散试验计算模型获取的水平固结系数与孔压消散试验较为接近,比室内试验约大1个数量级,这与其他研究者的成果是一致的;(4)对比试验证明,本文建立的DMTC消散试验计算水平固结系数的方法是可靠的。

摘要：研究目的:静止土压力系数是地基土的一项重要的力学指标,确定静止土压力系数的关键是获取地基土原位状态下的水平有效应力。通过本研究,研制可同步测试土的水平总应力和孔隙水压力的有效应力铲,并拟建立有效应力铲试验确定静止土压力系数的方法。研究结论:(1)有效应力铲试验测定的水平总应力是沿铲面分布的平均值,铲面中心点处孔压测量值是超孔压分布的最小值;(2)随着孔隙水压力消散,铲面周围土体产生排水固结,导致有效应力增大;(3)与其他试验手段相比,采用有效应力铲试验贯入值计算的静止土压力系数一致性和相关性较好。

摘要：针对地震作用下高速铁路桥上行车的安全性问题,设计完成车辆-轨道-桥梁大型振动台台阵缩尺模型试验,制作了1∶10车辆、轨道及桥梁结构的模型,根据缩尺模型相似定理研究了不同地震强度下列车脱轨问题,并利用数值仿真方法建立了CRH380BL高速列车-轨道-桥梁空间耦合动力学模型,通过对比分析试验结果与数值仿真分析结果,验证了数值分析模型的可靠性。在此基础上,以行车安全性及舒适度指标作为评判标准,利用上述仿真分析模型计算得到了不同地震强度等级下各项评价指标所对应的列车运行速度临界值,并探讨了现行规范中的地震预警阈值选取问题。研究结果表明:对于静止状态下的车体模型,在地震动峰值加速度为0.25g的ALS地震波作用下,车体将会发生脱轨。随着输入地震动峰值加速度的增大,舒适度指标最先超出限值,车辆的行车安全性指标次之,脱轨系数和舒适度指标控制的速度阈值逐渐减小,轮重减载率和横向轮轨力控制的速度阈值基本不变,舒适度指标对地震激励最为敏感,脱轨系数次之,轮重减载率和横向轮轨力最不敏感。在输入地震波的峰值加速度≤50gal时,车辆运行速度临界值取决于列车舒适度指标,速度阈值为160km/h;当输入地震波的峰值加速度达到60gal时,速度阈值降为140km/h;当输入地震波的峰值加速度达到80gal时,速度阈值降至140km/h以下,出于安全考虑建议此时采取紧急停车措施。

摘要：针对高铁地震预警系统中警报阈值及其处置策略问题,设计完成高速铁路列车-无砟轨道-桥梁缩尺模型、列车-无砟轨道-路基缩尺模型及列车-有砟轨道-路基缩尺模型的振动台试验,研究了列车的脱轨现象,并用模型试验验证了数值仿真分析方法的正确性。在此基础上,通过开展动力学仿真计算,提出地震作用下高速列车安全运行的速度阈值。研究结果表明:无论是桥梁还是路基结构,CHY004地震波首先出现脱轨系数超标和轮轨分离现象,ALS地震波次之,安评地震波最后;高速列车安全运行速度阈值表现为无砟轨道路基>过渡段>32m简支梁桥。从行车安全性指标来看,脱轨系数控制的安全运行速度阈值对地震动加速度变化最为敏感,呈反比例关系。最后,基于相关规定,建议高铁地震预警系统警报阈值分三级设置,即当40gal≤预测或计测的峰值地震动加速度a<80gal时,限速160km/h,以偏安全考虑;当80gal≤a<120gal时,紧急停车;当a≥120gal时,紧急停车并接触网断电。

摘要：寒冷地区水工构筑物长期承受着河流冲刷及冻融循环的循环作用。两者耦合作用下,混凝土力学性能及耐久性能将出现更大程度的劣化。该文对冻融循环作用下的混凝土抗冲磨性能进行研究,根据理论分析和试验结果,研究了冻融侵蚀作用下混凝土冲磨损伤规律。该文主要研究工作如下:①设计一种新的混凝土冲磨试验方法。考虑引气剂、冻融次数等因素,进行混凝土试件的冻融试验,得到冻融混凝土的动弹模、相对质量和抗压强度变化规律;进行冻融混凝土在不同流速下的冲磨试验。试验表明,混凝土在冻融和冲磨耦合作用下,耐久性退化比单一因素的作用严重2~3倍;②结合混凝土冻融损伤模型和冲磨模型,建立冲磨作用下冻融混凝土的磨蚀率理论模型。该模型计算结果与试验数据有良好的吻合;③建立有限元模型,对我国北方地区混凝土桥墩进行分析,在考虑冻融和冲磨交替作用下,混凝土桥墩表面年均磨蚀厚度在4.7~5.7mm之间。河流流速越大,冲磨程度越高。

摘要：研究目的:近年来铁路大跨度混凝土部分斜拉桥应用广泛,为探究其设计关键技术以指导该类桥梁设计,在总结分析几座已建及在建部分斜拉桥情况,结合新建福平铁路乌龙江特大桥主桥(144+288+144)m部分斜拉桥工程,就支承体系、合理边中跨比、斜拉索加劲效果等关键技术进行分析研究。研究结论:(1)部分斜拉桥支承体系选择应结合地形、受力、刚度等因素综合选取;(2)边中跨比设计应在边跨不出现负反力的原则下结合施工便捷等因素综合考虑,建议合理比例在0.52～0.55之间;(3)斜拉索在施工阶段帮扶主梁受力,成桥阶段与主梁共同受力,运营阶段可以有效抑制主梁徐变下挠,取得良好综合经济效益;(4)本研究结论可为类似斜拉桥结构设计提供参考。