高速铁路钢轨波磨对沿线声环境的影响

针对铁路钢轨异常波磨问题,在某高铁线路两侧对未发生异常波磨和发生波磨路段进行了噪声测试。发生波磨与未发生波磨区段的测试对比结果表明:(1)对于300 km/h动车组,动车组通过时段的等效声级远轨侧前者比后者增加2~4 dB(A),近轨侧前者比后者增加5~7 dB(A);315 Hz及以下的低频噪声基本不发生变化,在630 Hz、1 250 Hz处出现增量峰值,峰值增量接近10 dB(A)。(2)对于250 km/h动车组,动车组通过时段的等效声级变化不明显[1.0 dB(A)以内];315 Hz及以下的低频噪声基本不发生变化,在500 Hz、1 000 Hz处出现增量峰值,峰值增量2~3 dB(A)。(3)根据理论计算,对于250 km/h动车组,一阶振动频率约在490 Hz左右;对于350 km/h动车组,一阶振动频率约在600 Hz左右,与现场噪声峰值出现频率的实测结果非常接近。     

预应力混凝土连续小箱梁桥荷载试验研究

为评估鄂钢东西区连接公路桥在正常运营状态下的承载能力和安全性,选取该桥第一、三联的预应力混凝土连续小箱梁进行静、动荷载试验。在静荷载下测试最不利断面的应力和挠度,通过动荷载试验来测试该桥的自振频率、振幅和冲击系数,并与理论值进行对比。结果表明：主梁测试桥面的挠度校验系数和断面的应力校验系数的理论值大于实测值,其最大相对残余变形和残余应变率均不超过20%;第一、三联一阶竖向振动频率实测值分别为3.20、3.55 Hz,实测值均大于计算值,结构整体刚度满足要求;第一、三联实测桥梁冲击系数分别在0.12～0.16和0.15～0.18,桥梁在冲击荷载作用下能正常运营。在正常运营状态下,桥梁结构的整体刚度满足设计要求,且处于弹性工作状况,该桥的自振频率和冲击系数均在合理范围内,表明鄂钢东西区连接公路桥整体承载能力满足公路I级荷载要求。     

单轴压缩煤岩破裂电荷尺寸效应试验研究

为研究不同尺寸煤岩裂隙发生发展差异性,在单轴压缩条件下,采用电荷感应技术研究煤岩破裂电荷信号和煤岩尺寸的关系,得出单轴压缩煤岩破裂电荷尺寸效应。结果表明:单轴压缩条件下,单位体积电荷量随体积以幂函数关系增长;单位面积电荷量随面积以幂函数关系增长;单轴压缩煤岩破裂电荷的尺寸效应源于煤岩的非均匀性;大体积或大面积煤岩含有原生裂隙和大裂隙的数量越多,煤岩就越不均匀,原生裂隙的扩展和新生裂隙的产生、扩展概率也就越大,因而产生静电荷量越大。     

900t造船龙门起重机主梁自重应力测试及分析

对某港口一台在建900t造船龙门起重机,进行了主梁自重应力测试研究。以测试主梁分段平放在胎架上作为测试基点,通过应力测试,得到了起重机主梁在抬吊过程中产生的自重应力和自振频率。结果表明,随着测试主梁两端提升油缸的逐渐加力,主梁跨中产生的自重应力逐渐增加,并与提升力成线性关系;在整个提升过程中,主梁自振频率维持在0.1Hz以内。     

基于核磁共振与应力分析的液氮冷浸致裂煤岩研究

为探究液氮冷浸作用下煤岩孔隙结构的变化规律,以干燥煤岩为试验对象,分别对烟煤和无烟煤试样进行不同冷浸时间处理,通过核磁共振(NMR)试验对比分析液氮冷浸前后煤岩孔隙变化特征;并利用COMSOL软件对液氮冷浸过程进行数值模拟,在得到煤岩温度场分布的基础上进行热应力的计算与分析。结果表明:液氮冷浸作用对煤岩中的各尺寸的孔、裂隙均有不同程度的破坏作用,液氮冷浸30 min时,烟煤与无烟煤的微小孔隙体积增加幅度分别为86. 43%和20. 28%;液氮冷浸煤岩过程中,低温由煤岩表面逐渐向内部传递,煤岩内部各点产生的热应力随时间的延长逐渐增大,直至最大应力值9. 84 MPa,热应力的产生及变化是干燥煤岩主要的增透机制。     

某装药弹振动特性的安全分析

为分析某装药弹的振动特性,并为该弹提供必要的力学数据,建立某装药弹模态方程。采用ANSYS软件对该弹振动特性进行了数值模拟,利用Block Lanczos法求解,得到前10阶振动固有频率和振型。分析结果表明:低阶频率主要以摆动和转动为主,高阶频率主要以弯曲扭动为主,低阶频率对该弹的影响比较小,高阶频率对该弹的影响比较大,尤其是7～10阶频率,该弹的主振频率为1053.8 Hz,为该弹的优化设计提供科学依据,在加工、储存、运输和使用条件下应低于该频率;为验证该方法可信度,采用某小型装药弹进行了实验验证,实验结果和仿真结果偏差小于1%;同时证明该有限元数值分析的方法是经济可靠的。     

含热熔孔洞缺陷的埋地聚乙烯管道应力分析及寿命预测

为了研究聚乙烯（PE）管道热熔孔洞缺陷与寿命之间的关系,基于Ansys软件对埋地状态下的含有热熔孔洞缺陷的PE管道进行应力分析,得到了含热熔孔洞缺陷的PE管道在不同内压下的最大Mises应力、环向应力和径向应力的变化数据;依据应力分析数据,使用Matlab编写程序,根据Suleiman双曲本构模型对PE管道进行了寿命预测。研究结果表明:含有热熔孔洞缺陷的PE管道,其最大应力随管道内压的增大而增大,寿命随着管道内压和缺陷体积的增大而减少,含缺陷管道寿命和内压关系可使用双对数函数来进行描述;使用应力分析和寿命预测相结合的方法,可以得到不同缺陷的PE管道寿命-内压关系式。     

岩溶地区地下连续墙成槽施工振动测试与分析

昆明地铁四号线某车站地下连续墙施工可能对相邻建筑物产生不利影响。基于实测数据,从加速度响应、速度响应和振动主频率方面,进行岩溶地区“抓—冲”结合工艺和“抓—铣”结合工艺地下连续墙施工的振动特性和振动衰减规律研究。结果表明：“抓—冲”结合工艺引起的加速度和速度响应相对强烈,其振动加速度峰值和速度峰值可由形如■的指数函数近似表达,且呈现近处衰减快、远处衰减慢的特性,当振源距大于20 m时,“抓—冲”工艺成槽施工对周边建筑物的影响在可接受范围内;通过对实测数据进行频谱分析,发现“抓—冲”工艺振源的振动频率为11.33 Hz,振动频率集中在1～40 Hz;“抓—铣”工艺振源的振动频率为17.48 Hz,振动频率集中在5～30 Hz。     

基于EEG的有限空间检修工脑疲劳特性研究

为了探究有限空间内检修工在高温高湿状态下的脑疲劳特征,采用对照与模拟有限空间作业环境相结合的方法,对作业人员脑电波变化进行监测,利用傅里叶变换对原波信号进行时频转换,提取相对频率、重心频率等特征参数。研究结果表明:在高温高湿的有限空间环境中,人体脑波功率变化幅度明显变大;在进入疲劳状态时有限空间环境的脑波功率低于对照组;高频的β波在高温高湿环境中减少的比例较大,平均下降7.1%;脑波重心频率由8 Hz降为6 Hz,平均下降11.3%,由α波变为θ波,大脑活动进入疲劳状态。说明有限空间的高温高湿环境对人体脑疲劳具有明显影响,可用于脑电智能穿戴监测设备监测工人脑疲劳状况。     

大断面高铁隧道掘进爆破振动传播规律研究*

为研究隧道爆破掘进振动规律并合理控制爆破振动危害,对京张高铁大断面南口隧道爆破掘进过程进行实时监测,并对监测结果进行线性回归分析,求得3个监测方向的场地系数K和衰减系数α值以及爆破振动峰值速度衰减回归方程,通过FFT法计算出主振频率和爆破振动波的振动频率范围,利用ANSYS/LS-DYNA对爆破工程进行数值模拟。结果表明:喷锚支护和监测方向对爆破振动衰减回归分析影响较大;主振频率和爆破振动波的振动频率分布范围为50~300 Hz,无需考虑周边建筑共振情况,与周边古建筑和临近隧道的最小安全距离分别为147 m和12 m;数值模拟与实际结果对比发现二者振动峰值略有差别但整体趋势基本相同,证明建立模型的有效性。     

煤样中超声波传播特性研究

为更好地预测预报和治理煤岩动力灾害,以河南省义马煤业耿村矿煤样为研究对象,采用超声综合测试仪进行测试试验;并用ANSYS数值模拟方法研究超声波在煤样中的传播特性,重点分析煤样长度对超声波纵波首波幅值的影响。结果表明:同一超声波频率在一定煤样长度范围内,超声波幅值随煤样长度增加呈负指数关系变化,超过一定煤样长度后,超声波幅值无明显变化;超声波频率从20 k Hz增加到1 MHz时,超声波可靠检测距离从8.4 m减小到0.252 m。     

城市轨道交通列车引起的环境振动传播衰减规律研究

为了研究城市轨道交通列车通过引起的振动传播衰减规律预测方法,在某城市地铁线路隧道内及地面布置测点进行同步测试,得到了各测点位置的振动水平,并采用回归分析方法分析测试数据,得出了振动传播衰减的回归公式.结论 如下:车速在60～70 km/h时,钢轨、道床、隧道壁振动幅值由大变小,主要振动频率范围分别为250～800 Hz...     

基于频率和BP神经网络的井架钢结构损伤识别

为了快速、准确地诊断井架钢结构的损伤位置和程度,提出仅基于测试精度高的频率数据和BP神经网络的识别方法。首先,选择频率变化比和频率平方变化比组合参数作为损伤位置识别因子,频率变化率作为损伤程度识别因子;然后,分步构建损伤位置和损伤程度识别的BP神经网络;最后,利用前10阶频率数据和BP神经网络对现场某井架钢结构的损伤位置和程度进行识别。分析结果表明,在测试噪声为10%时,采用前6阶损伤位置识别因子,能够清楚识别损伤位置,识别结果分别是1,5,9,15,19号单元损伤;采用前10阶损伤程度识别因子,1号单元的损伤程度识别结果分别为0.106 9,0.318 2,0.505 4,0.710 2,0.915 9,识别误差均不超过10%。     

基于光纤监测技术的燃气管道泄漏研究

为提高燃气管道监测的时效性和准确性,利用光纤光栅技术研究燃气管道泄漏过程的振动特性。根据实际工况搭建输气管道试验平台,通过光纤布拉格光栅(FBG)传感系统采集管道壁面振动信息,使用傅立叶变换和滤波等处理手段分析振动信号频谱。结果表明:输气管道泄漏瞬间会产生明显的振动波,泄漏后泄孔附近管道壁面振动的加速度增大,且增幅与泄孔大小呈正相关关系,与沿管道方向传播距离呈负相关关系;泄漏产生了频率约为350 Hz的振动波;应用光纤光栅传感技术定位泄漏点,精度达±2. 5 m。     

钢筋混凝土框架基础隔震数值模拟

为研究框架结构采取基础隔震措施后的性能变化,利用ETABS软件分别建立了无隔震和隔震框架模型,并采用非线性时程分析法进行了设防地震响应分析。结果表明,采用基础隔震后框架结构的前3阶自振周期延长一倍,在ALTADENA波、LEXINGT波和人工波作用下,隔震框架X向底部剪力峰值分别下降45.56%,35.63%和38.34%,Y向底部剪力峰值分别下降36.16%,19.11%和35.02%,隔震框架131号节点X向水平加速度峰值分别下降53.19%,45.58%和38.71%,Y向水平加速度峰值分别下降54.58%,33.54%和43.30%。说明混凝土框架结构在采取基础隔震措施后,其地震响应水平要明显低于无隔震结构,基础隔震可以有效削弱地震作用。     

氧化增重法测试硫化矿石低温氧化性参数优化

为更合理地选择硫化矿石低温氧化速率测定所用氧化增重法的测试条件,减小试验误差,采用室内试验、误差分析等方法探讨环境湿度、矿样初始含水率和预氧化时间等因素对氧化增重法测量结果的影响,完善氧化增重法的理论依据和测试条件。结果表明,初始含水率对5天增重率无显著性影响;把初始含水率设为6%,可使各亲水性不同的试验矿样处于相同水分环境下;设定试验时间为9天,其中矿样制备时间4天,测量时间5天,可提高试验数据精确度,节省时间并且符合实际;用体积增重率取代质量增重率,可使理论更正确,测试结果更合理。     

低频振动对高温类铀矿岩氡析出规律的影响研究

为了研究铀矿山采掘作业低频振动对高温铀矿围岩氡析出规律的影响,选取南方某铀尾矿砂、石英砂等原材料制备类铀矿岩试块,基于正交试验原理设计0~40 Hz与30~50℃两种因素条件下共计25组对比试验。试验结果表明:在一定时间范围内,单因素测量条件下低频振动与高温加热对试块的氡析出率均有提升作用,但是随着振动频率的上升,氡析出率会呈现一个先增大后减小的趋势,30 Hz时氡析出率达到最大值;在低频振动与高温持续加热耦合作用下,氡析出率变化呈三维立体曲面,在曲面振动频率30 Hz、试块测量温度为50℃位置时氡析出率达到最大值,试验结论可为铀矿井氡防护优化提供一定的参考。     

成灌铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道路基段环境振动特性

为研究CRTSⅢ型板式无砟轨道环境振动特点,对成灌快铁某路基段地面振动进行了现场测试,分析了不同测点地面振动加速度时程特点、频谱特征和铅垂向振级随距离的衰减特性。结果表明:CRH 1型动车组以181 km/h速度通过测试路基地段时,地面振动持续时间约6 s,距线路中心线22 m处振动峰值加速度为60 mm/s2,由于传播过程中的几何阻尼和材料阻尼作用,52 m处振动峰值加速度衰减为10 mm/s2;在22 m处振动能量主要分布在20~60 Hz,传播过程中高频振动随距离衰减更快,52 m处振动能量主要分布在20~23Hz;地面振动垂向振级随距离的衰减符合对数规律。     

轴向载荷波动下海上测试管柱动力响应与安全系数分析

为研究海上测试管柱在作业过程中轴向载荷波动对管柱强度和变形的影响,针对泥线上管柱的作业特点,对适应于简化条件下的泥线上管柱的轴向力计算方法及振动模型进行了推导;基于建立的管柱有限元模型及其固有频率分析结果,应用Workbench进行了不同频率、不同水深、不同波动幅度轴向力下测试管柱的动力响应分析及对应的安全系数计算。研究结果表明:轴向力三角形波动一定周期后,响应参数趋于稳定,波动幅度对管柱的响应结果影响不大;同幅度载荷变化下,正弦波动时的最大应力、最大变形响应数值较三角形波动时要小;随着水深的增加,最大变形、最大应力的数值均明显减小,二者响应规律基本一致;在基频不同倍数的波动下,波动频率对响应频率、稳定前的时间占比、幅度等影响明显;测试管柱在轴向波动载荷作用下的强度均满足材料的使用安全系数,但正弦波动时管柱的变形与应力始终随轴向力的变化而变化,正弦波动下的管柱易出现周期性疲劳破坏。     

甲烷体积分数及巷道结构对甲烷爆炸特性影响研究

为明确甲烷体积分数及巷道结构对甲烷-空气爆炸特性的影响机制,采用Fluent软件建立3种不同结构的巷道模型,对甲烷体积分数分别为6%、9.5%和13%条件下的巷道甲烷爆炸过程进行数值计算,分析爆炸压力和温度的变化特性以及火焰的传播特性。结果表明:当甲烷的体积分数为9.5%时,直巷道中冲击波峰值压力及爆炸温度最高;随着测试距离的增加,冲击波峰值压力不断降低,并且符合指数衰减特征;不同巷道结构甲烷爆炸后压力峰值的差异主要出现在弯道处,其冲击波峰值压力大小为90°巷道直巷道分叉巷道;分叉巷道中经过拐角后的冲击波峰值压力明显下降,对冲击波阻碍作用显著;此外,当冲击波进入弯道并沿壁面传播时,受压缩波、稀疏波及反射波等多波系共同影响,火焰沿壁面传播特性发生改变。