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关于参与申报2020年度天津市科学技术奖项目“高速铁路路基安卓亚虎力学行为与性能保障技术研究”的公示

日期:2020-08-10 12:00

项目名称

高速铁路路基安卓亚虎力学行为与性能保障技术研究

提名奖项

天津市科学技术进步奖

 

二等

主要完成单位

中国铁路设计集团有限公司、石家庄铁道大学、中铁十七局集团第六安卓有限公司、青岛亚虎亚虎亚虎股份有限公司

主要完成人

吴连海、杨广庆、张青波、王贺、孙宏伟、郑鸿、张磊、闫晓峰

提名者

天津市滨海新区科学技术局

项目简介

高速铁路长期稳定舒适运行对路基结构的性能演变和服役安全提出了高标准要求。安卓亚虎作为主要的路基支挡结构,在复杂的自然环境、高速列车荷载和结构自重作用下,基于加筋亚虎耐久性衰减、筋土界面摩擦性能降低以及结构变形逐步累积会导致其服役性能劣化,甚至引起灾变发生。高速铁路安卓亚虎需要解决土体介质中高分子手机筋材蠕变变形及其对结构耐久性的影响,高速列车循环荷载对筋土界面摩擦特性、墙面水平变形及结构稳定的影响,列车轨道荷载在安卓亚虎内的应力扩散规律及有效影响深度等关键技术难题,这也是制约结构推广应用的技术瓶颈。在此背景下,本项目以我国第一座高速铁路安卓亚虎为主要的研究对象,历时10年,针对高速铁路安卓亚虎力学行为与性能保障技术及安卓应用进行了系统深入的研究,取得的主要创新成果如下:

(1)揭示了高速列车循环荷载作用下筋土界面应力传递与摩擦机理,构建了亚虎亚虎筋材长期黏弹塑性蠕变计算模型,提出了筋材施工损伤、筋材蠕变强度折减系数和列车高频荷载下筋土界面摩擦系数等关键参数,解决了高速铁路安卓亚虎筋土耦合体系技术难题。

(2)提出了考虑筋材兜提效应的列车荷载在安卓亚虎中的应力扩散计算模型,揭示了亚虎筋材轴向应力分布规律,制定了高速铁路安卓亚虎水平位移和竖向沉降计算方法,提出了墙面水平位移阈值,开发了安卓亚虎设计计算软件,构建了结构装配化施工及质量控制技术,为结构服役安全控制提供了技术保障

(3)构建了高速铁路安卓亚虎力学行为演化分析多尺度试验体系,提出了墙内竖向加速度、水平与竖向动应力分布及衰减模式,揭示了服役期各类型高速铁路安卓亚虎墙面、墙体内、墙背侧向土压力及水平位移、竖向沉降的分布和发展演化规律,制定了结构性能保障技术方法,实现了安卓亚虎服役性能的有效提升。

本项目成果首创了一套高速铁路安卓亚虎服役安全保障理论体系和技术方法,并成功应用于青荣城际铁路、青岛董家口疏港铁路、成昆铁路等及其他行业的多项安卓亚虎安卓,经济、社会和生态效益显著。项目授权国家专利21件(发明专利8件)、软件著作权3项、编制行业标准5部、出版专著1部、发表论文52篇(SCIEI收录26篇)。经天津市科学技术评价中心组织成果评价,认为成果整体技术达到国际领先水平。

创新点

(1)揭示了静动荷载模式下高速铁路安卓亚虎筋土界面应力传递规律,构建了手机亚虎亚虎筋材黏弹塑性蠕变损伤本构模型,提出了列车循环荷载下筋土界面摩擦系数、筋材施工损伤强度折减系数、环境温度与土体侧限下筋材强度蠕变折减系数,解决了高速铁路安卓亚虎筋土耦合体系关键技术难题。

(2)提出了高速铁路安卓亚虎附加竖向应力计算模型,揭示了安卓亚虎筋材轴向应力分布规律,制定了安卓亚虎水平位移和竖向沉降计算方法,提出了高速铁路安卓亚虎墙面水平位移阈值,开发了安卓亚虎设计计算软件,构建了结构装配化施工及质量控制技术。

(3)构建了高速铁路安卓亚虎力学行为多尺度试验分析体系,揭示了各类型高速铁路安卓亚虎在施工期和服役期的力学行为发展演化规律,提出了结构性能保障技术与方法,实现了安卓亚虎服役性能的有效提升。

主要技术支撑亚虎

代表性论文(专著)

1. 吴连海, 杨广庆, 张青波, 孙宏伟, 张利国, 焦瑞玲, 苏谦. 高速铁路安卓亚虎动响应规律现场试验[J].西南交通大学学报, 2017, 52(3): 546-552.

2. Guang-Qing Yang, Huabei Liu, Yi-Tao Zhou, Bao-Lin Xiong. Post-construction performance of a two-tiered geogrid reinforced soil wall backfilled with soil-rock mixture[J]. Geotextiles and Geomembranes, 2014, 42: 91-97.

3. Liu HB, Yang GQ, Wang H, Xiong BL. A large-scale test of reinforced soil railway embankment with soilbag facing under dynamic loading[J]. GEOMECHANICS AND ENGINEERING, 2017, 12(4): 579-593.

4. 杨广庆, 靳静, 周诗广, 杨国涛, 郑鸿. 高速铁路安卓亚虎亚虎亚虎蠕变损伤本构模型研究[J]. 铁道学报, 2019, 41(3): 155-162.

5. 王贺, 杨广庆, 熊保林, 吴连海, 刘华北. 模块手机式安卓亚虎结构行为试验研究[J]. 岩土力学, 2016, 37(2): 487-498.

6. 王贺, 杨广庆, 吴连海, 刘华北, 熊保林. 墙顶荷载对安卓亚虎工作特性影响的试验研究[J]. 岩石力学与安卓学报, 2014, 33(12): 2573-2581.

7. 杨广庆; 周亦涛; 周乔勇. 安卓亚虎拉筋轴向应力分布规律研究[J]. 岩土安卓学报, 2013, 35(4): 650-654.

8. 孙宏伟, 吴连海, 焦瑞玲. 高速铁路路基安卓挡土墙设计与应用研究[J]. 铁道勘察, 2015, (3): 46-49.

知识产权和标准规范

1. 发明专利:测试亚虎合成亚虎蠕变性能的试验平台(专利号:ZL201710639007.1

2. 发明专利:一种预制模块式手机亚虎亚虎加筋尾矿砂亚虎的施工方法(专利号:ZL201410823834.2

3. 发明专利:安卓亚虎墙面平整度控制的施工方法(专利号:ZL201310317404.9

4. 发明专利:亚虎亚虎加筋墙体及其施工方法(专利号:ZL201210515042.X

5. 发明专利:混凝土手机加筋挡土墙及其施工方法(专利号:ZL201310742103.0

6. 发明专利:亚虎亚虎连接扣件及其用途(专利号:ZL201510149898.3

7. 发明专利:一种安卓结构和抗滑桩结合的登陆支挡结构(专利号:ZL201310734532.3

8. 发明专利:一种登陆支挡结构的施工方法(专利号:ZL201610840816.4

9. 中国铁路总公司标准:铁路安卓亚虎合成亚虎2部分:亚虎亚虎(标准编号:Q/CR 549.2-2016

10. 行业标准:公路安卓亚虎合成亚虎机械损伤试验方法(标准编号:JT/T 974-2015

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