高速磁浮隧道扩大等截面斜切型缓冲结构减缓初始压缩波机理研究

高速轨道车辆驶入隧道,在车前产生初始压缩波,以声速传播至隧道出口处并向外辐射产生微气压波,对环境造成严重危害。采用三维非定常可压缩流动N–S方程和SST k–ω湍流模型,以国内某型600 km/h的磁浮列车为研究对象,通过模拟磁浮列车驶入扩大等截面无斜切缓冲结构、扩大等截面斜切型缓冲结构和无缓冲结构隧道产生的初始压缩波情况,分析缓冲结构斜切端及斜切角度对初始压缩波的减缓作用及机理。结果表明:初始压缩波最大压力梯度的形成与车头最大横截面积变化率部位进入隧道/缓冲结构入口直接相关,同时与隧道内流量变化率最大值相对应;设置扩大等截面无斜切缓冲结构可较大幅度降低压缩波最大梯度,降低率为49.92%;将扩大等截面缓冲结构的垂直端改为正斜切端可进一步提高降低率,当斜切角分别为10°、20°、30°和39°时,降低率增幅分别为12.93%、10.32%、8.18%和6.28%;扩大等截面斜切型缓冲结构斜切角为10°时对初始压缩波的压力梯度峰值降低作用最明显,总降低率为62.85%。本文采用头型横截面积变化率、空气流量和观测点压缩波三方面耦合分析方法,探究影响初始压缩波最大压力梯度的头型、空气流量之间的相互映射关系,合理解释了缓冲结构减缓初始压缩波机理,可为今后进一步优化列车头型和不同型式缓冲结构设计及其气动效应分析提供了参考。

有偏心桥梁断面气动导数识别的分段扩阶最小二乘迭代法

应用拉格朗日方程,建立了风洞中弹性悬挂的二自由度桥梁节段模型质心的竖向和扭转运动方程,所建立的数学模型考虑了无风时竖向阻尼力中心和弹性中心与质心的偏心。提出了利用节段模型风洞试验的自由振动信号直接识别系统矩阵的分段扩阶最小二乘迭代算法(SEO-ILS法)。给出了无风时偏心节段模型物理参数及模态参数的识别方法,并用于无偏心平板模型和有偏心桥梁节段模型的气动导数识别。风洞试验表明,方法有效可行。

增程制导炮弹气动外形设计

依据增程制导炮弹气动外形设计中需考虑的主要问题,分析了火箭助推-滑翔增程制导炮弹的弹道特点,进行了增程制导炮弹的气动外形设计和雷达散射截面(RCS)计算;实验结果表明:在Ma=2.5～3.5范围内,增程制导炮弹的零阻比原外形方案的零阻约减少了30%;纵向静稳定度从原方案的4.5%提高到了9%;舵偏角与平衡攻角匹配合理,有较高的滑翔增程能力;RCS计算结果表明,在迎面±30。及±60。范围内,增程制导炮弹都具有较小的雷达散射截面。

神木县城供水工程输水隧洞施工方案优化

神木县城供水工程输水隧洞地质条件复杂,长达22 km,施工难度大,陆续出现了许多因工程地质和水文地质引发的问题。面对现实情况,分析了5个施工方案,进行了经济、工期比较,推荐竖井施工方案为大断面冻结法,平洞施工方案为部分区段扩大断面矿山法。

高速铁路隧道洞口接长明洞方案研究与实践

本文针对郑西高速铁路联调联试阶段黄土隧道洞口高边坡影响行车安全要求增设明洞的问题,从设计方案与工程实施的方便可行性角度出发,结合外方咨询意见,研究分析了采用单跨或多跨框架棚洞、拱形明洞两种结构型式,并通过数值计算分析确定了两种结构型式的内力及配筋。研究结果表明:采用桩基托梁拱形明洞方案更为合理可行,并通过采用H型钢内缘设纤维混凝土板作为内模的结构型式,解决了接触网导线条件下内模安装难题。分析认为,针对高速铁路运营条件下帽檐斜切式洞门接长明洞,采用本文介绍的方案具有较好的可实施性。

铁路客运专线硬岩扩大断面隧道CRD法施工

通过对哈大客运专线台山、笔架山隧道施工进行分析,对硬岩隧道CRD施工存在的主要问题进行了论述,提出了客运专线硬岩扩大断面隧道施工的优化CRD法,从而达到了保证施工质量、安全、进度的目的。

小溶江水利枢纽右岸进厂公路延长段修改设计

分析了小溶江水利枢纽右岸进厂公路延长段原设计方案(明挖方案)存在的破坏植被景观及高边坡可能产生的不利影响,提出了用隧洞方案替代明挖方案,并论述了隧洞方案的设计及其与明挖方案的经济比较情况。

大断面隧道仰拱底鼓破坏模式

仰拱作为隧道重要的组成部分,其底鼓变形是影响路面及轨道平顺性的关键因素,与车辆的安全运行息息相关,为确定大断面隧道仰拱底鼓的基本破坏模式,弄清仰拱底鼓产生机理,采用室内模型试验与扩展有限元数值模拟相结合的方法,对不同加载模式下仰拱底鼓的基本破坏模式进行研究,将试验结果与扩展有限元结果进行比较,验证试验中破坏模式的准确性。将围岩压力分为底部受力占优,侧面受力占优以及底部和侧面受力同时占优3种情况,以确保模型试验加载方式的可靠性,并对其破坏机理进行分析。研究结果表明:大断面隧道仰拱底鼓破坏的基本模式可以分为U-W形破坏、U-LJ形破坏以及U-H形破坏3种;U-W形底鼓时仰拱底部承受较大的顶升力,引起仰拱隆起变形,以仰拱中心受弯破坏为主,仰拱两侧拱腰处与上部衬砌相连,对其隆起有一定的阻碍作用,导致中心部位隆起速度明显高于两侧,最终形成W形的破坏形态;U-LJ形破坏时仰拱承受较大的水平轴力,导致仰拱出现剪切破坏,最终形成W形的破坏形态;U-H形破坏时仰拱在底部和侧面荷载的挤压下,仰拱与边墙的连接部位受剪破坏,无法有效传递轴力,最终导致仰拱与边墙脱开;仰拱中心以及仰拱与边墙连接部位为仰拱的易损薄弱位置;研究成果可为隧道仰拱结构的设计和施工提供理论依据,对保证隧道的安全运营具有重要意义。