摘要：针对传统自适应控制器暂态性能较差的问题,本文设计了一种基于确定性模型的高速列车二阶段自适应控制器,实现了对给定参考曲线的渐进跟踪.首先,通过受力分析建立了列车的纵向动力学模型,并根据先验知识确定列车模型中未知参数的区域范围,从而在未知参数的区域范围内建立列车的确定性辨识模型集;然后,采用凸组合的思想设计控制器,并利用二阶段自适应控制策略更新控制器参数;最后,以CRH380AL型高速列车在济南–徐州段的数据进行仿真实验,仿真结果表明该控制系统具有理想的稳定和渐进跟踪特性,并且能够快速逼近列车模型参数突变后新的工作点,显著地改善了列车速度跟踪控制系统的暂态性能.

摘要：为保证铁路路基的安全与稳定,一般需要确保地基承载力、路堤稳定性及路基工后沉降均满足设计要求,但当前对于地基承载力是否需要检算这一问题还未达成共识。为此,基于ABAQUS建立铁路路基有限元模型,考虑地基土土性、地基坡率、路基土土性、路基坡率、路基填高的影响,通过定量分析,探讨地基承载力检算的必要性,并分析不同因素对地基承载力、路堤稳定性和路基工后沉降的影响规律。研究结果表明:在铁路路基设计时应考虑地基承载力的影响,并与路堤稳定性和路基工后沉降共同进行检算;地基承载力大小与地基土土性、路基土土性、路基填高等因素密切相关,在铁路路基设计时,地基承载力计算需要根据地基土土性、路基土土性和路基填高等因素综合确定;不同影响因素对地基承载力、路堤稳定性与路基工后沉降大小的影响显著性关系有所不同,其中各因素对地基承载力大小的影响显著性依次为地基土土性>路基填高>路基土土性>路基坡率>地基坡率,对路堤稳定性大小的影响显著性依次为地基土土性>路基坡率>路基土土性>路基填高>地基坡率,对路基工后沉降大小的影响显著性依次为地基土土性>路基土土性>路基填高>地基坡率>路基坡率。研究成果可为高速铁路路基设计提供参考。

摘要：高速铁路车轮的磨耗性能对于车轮型面的设计和性能评估至关重要。微小的型面变化可能会导致轮轨接触几何特性发生重大改变,合理的轮轨型面匹配能够改善轮轨磨耗,提高车辆性能和脱轨安全性。提出一种考虑磨耗演化的车轮型面优化方法。首先,通过追踪测试不同运营时期的磨耗型面,确定车轮磨耗的主要范围作为优化区域。然后,结合非均匀有理B样条(NURBS)拟合算法对车轮型面进行曲线插值拟合,构建了车轮型面的参数化模型。接着,将考虑车轮磨耗演化的预测模型引入到多目标函数中,同时引入了目标函数自适应权重调整因子,建立了车轮型面的多目标优化模型。采用拉丁超立方采样方法建立RBF代理模型进行模拟仿真计算,并利用TS-NSGA-II多目标优化算法进行车轮型面的优化设计。最后,对优化型面LMA-opt与LMA型面进行对比验证分析,包括车轮磨耗演化分析、轮轨静接触分析、轮轨动态接触分析和车辆动力学性能分析4个方面。结果表明,优化后的车轮型面磨耗得到显著改善,具备更好的静态几何接触性能和动态特性。这有助于提升车辆曲线通过性能,并在镟修周期内有效降低车轮的磨耗量和疲劳损伤,从而延长车轮使用寿命,提高车辆的可靠性和安全性。这项研究为车轮型面的优化提供了一种智能化的设计方法和参考。

摘要：为研究市域快线无砟轨道结构轻量化经济性、列车快速运行安全性协同优化设计问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道空间耦合模型,详细分析轨道板长度、宽度、厚度、弹性模量和扣件刚度、扣件间距单独变化时,对市域D型动车以速度160 km/h通过时所引起的轮轨系统动力响应,通过响应面实验得到市域快线无砟轨道钢轨垂向位移响应面模型,并经NAGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化得到最优参数组合。结果表明:通过单因素试验,对钢轨垂向位移影响显著的依次为扣件间距、扣件刚度和轨道板长度;建议在进行市域快线无砟轨道结构设计时将钢轨垂向位移作为关键评价指标;各设计变量对市域快线无砟轨道力学性能影响的主次顺序依次为扣件间距、扣件刚度、轨道板长度、轨道板宽度、轨道板厚度、轨道板弹性模量;推荐设计方案为扣件系统刚度25 kN/mm,扣件间距0.625 m,轨道板长度4.9 m,轨道板宽度2.8 m,轨道板厚度0.26 m,轨道板混凝土等级C40。

摘要：为明确提速线路路-桥过渡段提速必要条件,基于列车车轮跳轨全过程计算方法,分析考虑车轮跳轨的路-桥过渡段轨道动力响应特性,研究列车速度和过渡段折角对车轮跳轨特征和轨道动力响应的影响。研究结果表明:当轮轨密贴时,轮轨力、钢轨竖向位移等动力学指标随过渡段折角和列车速度的增大呈逐渐增大的趋势,且过渡段折角对这些动力学指标的影响明显比列车速度对其的影响大,如列车速度由160 km/h增至300 km/h,轮轨竖向力由105 kN增至140 kN,增幅33.3%;过渡段折角由0.05%增至0.25%,轮轨竖向力由84 kN增至143 kN,增幅70.2%。考虑轮轨分离时,跳轨持续时间和车轮跳轨高度车轮跳轨高度随列车速度或过渡段折角的增大而增大,且过渡段折角对车轮跳轨特征影响明显,如当列车速度由280 km/h增至320 km/h时,车轮跳轨高度和跳轨持续时间跳轨高度由4 ms、4.12 mm分别增至6 ms、4.52 mm,增幅分别为50%、9.7%;过渡段折角由0.18%增至0.22%,跳轨持续时间和车轮跳轨高度由3.7 ms、2.89 mm分别增至7.9 ms、6.04 mm,增幅分别为113.5%、109.0%;轨道动力响应随列车速度或过渡段折角的增大而增大,且建议考虑车轮跳轨发生后冲击阶段的轮轨相互作用。250 km/h提速300 km/h有砟轨道线路,路-桥过渡段折角建议不应大于0.20%。

摘要：准确预测隧道上覆土压力对隧道支护结构的设计和开挖方式的选择具有重要意义.Terzaghi土拱效应理论是基于滑移面为垂直面这一假设建立的,但实际情况中由于受到地层扰动的影响,滑移面呈现出曲面形状.为研究粘性土层滑移面演化规律及松动土压力分布规律,首先,采用数值模拟软件计算隧道开挖后上覆土压力,并分析粘性土下土拱效应演化规律;其次,根据隧道拱的破裂面规律,从椭球体理论出发,并考虑粘性土层中主应力轨迹线为圆弧对Terzaghi松动土压力进行修正;最后,将理论计算结果与已有的实验数据及有限元计算结果进行对比,验证了本文公式在粘性土层中应用的合理性,并进一步研究了地层损失率S_(L)、内摩擦角φ、黏聚力c与隧道松动土压力的关系.研究结果表明:相较于无粘性土层,粘性土层滑移面的破坏程度更大,但两者滑移面变化规律基本一致.当隧道埋深比H/D≤1.5,出现三角形状滑移面,随着隧道埋深的持续增大,地层逐渐向内形成剪切面,最终形成塔形状滑移面;松动区内部侧土压力系数K_(v)在任意位置处都是不同的,且在Terzaghi建议的1.0上下浮动.对比浅埋隧道,深埋隧道的松动土压力受地层损失率S_(L)的影响更大.粘性土层隧道上覆荷载呈“半葫芦形”分布,表现为从拱顶附近向拱腰逐渐减小;同时,在内摩擦角φ较小的地层中,提高黏聚力c有利于减小隧道上覆土压力.

摘要：依托孟加拉国帕德玛多用途大桥,采用扁铲侧胀试验(Flat Dilatometer Test,简称DMT)分析大直径钢管桩基的竖向极限承载力,并与现场静力载荷试验和室内三轴试验的计算结果进行对比。结果表明:相对室内试验参数,基于3种不同DMT试验参数的计算结果误差均在10%以内,整体预测较可靠;魏晋攀方法的预测精度最高,Marchetti法次之,Campanella&Robertson法略低估了桩基的竖向极限承载力;桩端和桩侧压浆可有效提高桩基承载力,基于DMT测试的预测结果可为桩基压浆效果提供可靠经济的评估依据。

摘要：以某车辆段为研究对象,实测运用库行车引起的源强、盖板及上盖建筑的垂向振动,对比不同断面振动规律的变化;建立轨道-大地-车辆段-上盖建筑三维有限元模型,结合车辆轨道动力学模型计算加载所需轮轨力,将轮轨力加载至有限元模型钢轨上求解振动响应,再用实测数据加以验证,在此基础上研究不同扣件刚度及不同楼板厚度工况下上盖建筑的振动变化,研究结果表明:加减速状态下,源强各处振动主频带较匀速状态下更宽;盖板上各测点主频为31.5 Hz,上盖建筑主频为63 Hz;减振扣件在20~125 Hz内有较好的减振效果;同一楼层板厚每增加20 mm,上盖建筑Z振级对应衰减0.84~1.46 dB。

摘要：钢弹簧浮置板轨道结构因其具有良好的减隔振性能在城市轨道交通中应用广泛,但对于20 Hz以下的低频振动,尤其是人体敏感频率范围内(4~8 Hz)的隔振效果并不理想。鉴于此,引入振幅放大思想,设计了一种杠杆式隔振器,用于有效提升钢弹簧浮置板轨道在人体敏感频率范围内的隔振效果。基于钢弹簧浮置板轨道结构的周期性特征,采用能量泛函变分法并结合人工弹簧技术建立了配置有杠杆式隔振器的周期性钢弹簧浮置板轨道结构带隙特性分析模型;以带隙特性作为评价指标,从研究振动波传递的角度出发,系统地分析了配置有杠杆式隔振器的钢弹簧浮置板轨道结构中弯曲振动波的传递路径特征,验证了杠杆式隔振器对轨道结构中低频弯曲振动波的调控作用。在此基础上,进一步考虑列车荷载的作用,分析验证了动态轮轨力作用下杠杆式隔振器的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明:杠杆式隔振器对浮置板轨道的低频弯曲波调控效果明显,由0~9.6 Hz成功调控至4 Hz以下;与普通浮置板轨道相比,4~8 Hz范围内传递至下部基础的力大幅度衰减,最大衰减约20 dB,同时,杠杆式隔振器对轨道结构的振动也有一定的抑制效果。

摘要：为提高对盾构施工相关问题试验研究的针对性,提出了土压平衡盾构施工模块化分步缩尺模型试验方法,并设计了模型试验相关装置;为避免多个关键影响因素相互影响,将盾构隧道施工过程中开挖掘进、管片拼装、同步注浆等关键操作环节分开依次进行模拟;为降低刀盘开口率试验研究相关成本,研制了几何相似比为1∶10且刀盘开口率可调的模型盾构机;为确保模型盾构隧道的纵、横向刚度相似性,设计了几何相似比为1∶10且纵、横向刚度可分别按需设置的模型盾构隧道,其管片环采用修正匀质圆环模型,管片环之间采用垫有压缩弹簧的螺栓连接;为方便试验并节省成本,模型盾构隧道采用外部拼装后再放入钢套筒内,以避免在狭小空间内进行管片拼装,且不加工管片拼装机;为实现注浆压力与注浆量的精准控制,设计了适用于室内模型试验的恒压同步注浆装置;利用模型盾构机开展了掘进施工过程中渣土输出控制对地表沉降影响的试验研究。分析结果表明:单位掘进距离的渣土输出量直接关系到盾构掘进过程中的超挖控制,从而影响地表沉降,当出土率小于1时,出土率变化对地表沉降影响较小,当出土率大于1时,出土率增大将显著加大地表沉降。为了最大程度地发挥整个模型试验的科研价值,在盾构隧道完成施工后,建议继续开展盾构隧道响应研究的相关模型试验。