《高速鐵路無砟軌道性能劣化機理與評估方法》是2024年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：高速鐵路無砟軌道性能劣化機理與評估方法
- 作者：任娟娟
- 語言：中文
- 出版時間：2024年1月1日
- 出版社： 科學出版社
- 頁數：424 頁
- ISBN：9787030750556
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《高速鐵路無砟軌道性能劣化機理與評估方法》主要介紹高速鐵路無砟軌道性能劣化產生機理與質量評估方法的相關研究成果以及實際工程的套用經驗。圍繞無砟軌道服役存在的關鍵問題，*先建立了考慮材料複雜本構關係的無砟軌道結構仿真計算模型，進行了不同服役條件下無砟軌道結構材料性能劣化機理研究。其次，考慮到隱蔽病害難以發現、診斷的問題，利用無砟軌道結構或車輛的動力回響作為映射信號，提出了科學的無砟軌道損傷識別方法。*後，為量化無砟軌道結構整體質量狀況，建立了不同劣化形式的評價指標及權重係數，提出了相應的無砟軌道質量評估方法。
圖書目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國高速鐵路發展概述 1
1.2 高速鐵路無砟軌道發展歷程 2
1.2.1 高速鐵路無砟軌道深化改革 3
1.2.2 高速鐵路無砟軌道自主創新 8
1.2.3 高速鐵路無砟軌道設計理論最佳化 9
1.3 高速鐵路無砟軌道服役安全關鍵問題 10
1.3.1 無砟軌道性能劣化問題 10
1.3.2 無砟軌道損傷識別與質量評估問題 13
1.4 高速鐵路無砟軌道損傷劣化機理與質量評估方法 13
1.4.1 高速鐵路無砟軌道結構劣化機理 14
1.4.2 基於動力回響的無砟軌道損傷識別技術 18
1.4.3 高速鐵路無砟軌道質量評估方法 19
1.5 研究內容及技術路線 20
1.5.1 研究內容 20
1.5.2 技術路線 22
參考文獻 22
第2章 氯離子在無砟軌道中的傳輸規律與模型 24
2.1 概述 24
2.1.1 氯離子傳輸規律與模型的研究現狀 24
2.1.2 本章主要內容及研究思路 25
2.2 飽和混凝土中氯離子傳輸規律 26
2.2.1 飽和混凝土氯離子擴散理論與模型 26
2.2.2 有限元飽和混凝土氯離子擴散模型驗證 31
2.2.3 氯離子在路基上無砟軌道內的侵蝕規律 33
2.3 疲勞荷載下飽和混凝土中氯離子傳輸規律 37
2.3.1 疲勞荷載下飽和混凝土中氯離子傳輸試驗 37
2.3.2 疲勞荷載下飽和混凝土中氯離子傳輸模型 38
2.3.3 有限元疲勞荷載下飽和混凝土中氯離子傳輸模型驗證 40
2.4 帶裂縫的飽和混凝土中氯離子傳輸規律 44
2.4.1 無砟軌道產生裂縫的形式與原因 45
2.4.2 氯離子在帶裂縫混凝土中擴散的影響因素 46
2.4.3 氯離子在帶裂縫飽和混凝土中的擴散分析 48
2.5 非飽和混凝土中氯離子傳輸規律 56
2.5.1 非飽和混凝土氯離子傳輸機理 56
2.5.2 非飽和混凝土中水分傳輸模型與氯離子傳輸模型 57
2.5.3 有限差分法求解非飽和混凝土氯離子傳輸模型 60
2.5.4 非飽和混凝土氯離子傳輸模型的分析與研究 65
2.6 本章小結 71
參考文獻 71
第3章 無砟軌道混凝土低溫凍結行為 74
3.1 概述 74
3.1.1 混凝土低溫凍結行為的研究現狀 75
3.1.2 本章主要內容及研究思路 75
3.2 無砟軌道混凝土的孔隙結構 76
3.2.1 無砟軌道混凝土的孔隙分類方法 77
3.2.2 無砟軌道混凝土孔隙結構的物理參數 77
3.2.3 無砟軌道混凝土孔隙結構的測試方法 78
3.2.4 無砟軌道混凝土寒區環境下的孔隙壓力 80
3.3 無砟軌道混凝土低溫凍結過程數值模擬 82
3.3.1 無砟軌道混凝土材料的結冰規律 83
3.3.2 無砟軌道混凝土低溫凍結行為的控制方程 84
3.3.3 無砟軌道混凝土低溫凍結過程數值模擬 85
3.4 寒區環境下無砟軌道的低溫凍結行為分析 91
3.4.1 寒區環境對無砟軌道的影響規律 91
3.4.2 不同孔隙率下低溫凍結對無砟軌道的影響 99
3.4.3 凍結次數對無砟軌道的影響 102
3.5 寒區環境下無砟軌道粉化整治與保溫防護 107
3.5.1 無砟軌道底座板混凝土粉化數值分析 108
3.5.2 無砟軌道底座板混凝土粉化整治 110
3.5.3 寒區環境下無砟軌道保溫數值模擬 113
3.6 本章小結 121
參考文獻 122
第4章 無砟軌道自密實混凝土早期劣化機理 124
4.1 概述 124
4.1.1 自密實混凝土早期水化-乾縮研究現狀 124
4.1.2 本章主要內容及研究思路 125
4.2 無砟軌道中自密實混凝土水化-乾縮數學表征 126
4.2.1 水泥水化度的確定 127
4.2.2 瞬態傳熱過程 128
4.2.3 水分傳輸 129
4.2.4 濕度擴散 129
4.2.5 自密實混凝土早期收縮變形方程 131
4.2.6 混凝土水化模型驗證 134
4.3 多場耦合下無砟軌道自密實混凝土早期水化-乾縮過程 135
4.3.1 無砟軌道自密實混凝土早期水化-乾縮模型 135
4.3.2 無砟軌道自密實混凝土濕度演化 137
4.3.3 無砟軌道自密實混凝土溫度演化 138
4.3.4 無砟軌道自密實混凝土收縮應變 139
4.3.5 無砟軌道自密實混凝土應力 142
4.4 無砟軌道早齡期自密實混凝土性能影響因素分析 145
4.4.1 水灰比對水化-乾縮階段自密實混凝土性能的影響 145
4.4.2 濕度對水化-乾縮階段自密實混凝土性能的影響 147
4.5 本章小結 150
參考文獻 151
第5章 無砟軌道CA砂漿損傷發展規律分析 153
5.1 概述 153
5.1.1 CA砂漿損傷研究現狀 154
5.1.2 本章主要內容及研究思路 154
5.2 無砟軌道CA砂漿統計損傷本構模型 156
5.2.1 無砟軌道CA砂漿損傷本構數學表達式 156
5.2.2 UMAT子程式編寫 158
5.2.3 CA砂漿有限元模型算例驗證 160
5.3 含有砂漿損傷的無砟軌道有限元模型 164
5.3.1 無砟軌道有限元模型 165
5.3.2 砂漿損傷對軌道結構動態回響的影響 167
5.4 初始彈性模量對無砟軌道CA砂漿損傷發展的影響 170
5.4.1 計算工況的選取 171
5.4.2 不同初始彈性模量下CA砂漿損傷情況 171
5.5 列車速度對無砟軌道CA砂漿損傷發展的影響 176
5.5.1 計算工況的選取 176
5.5.2 不同速度、不同列車荷載作用下無砟軌道CA砂漿損傷情況 177
5.6 板端離縫高度對無砟軌道CA砂漿損傷發展的影響 181
5.6.1 計算工況的選取 181
5.6.2 不同板端離縫高度下無砟軌道CA砂漿損傷發展規律 182
5.7 本章小結 186
參考文獻 188
第6章 基於振動回響的無砟軌道層間脫空損傷識別 190
6.1 概述 190
6.1.1 結構損傷識別方法研究現狀 190
6.1.2 本章主要內容及研究思路 192
6.2 基於振動信號的損傷特徵指標提取 194
6.2.1 含脫空損傷的無砟軌道動力學模型 194
6.2.2 時域與頻域特徵指標提取 198
6.2.3 基於小波包分解的頻帶能量提取 207
6.3 基於BP神經網路的脫空損傷程度識別 211
6.3.1 BP神經網路的基本結構及推導 212
6.3.2 BP神經網路的脫空識別模型 216
6.4 基於SVM的脫空損傷識別 223
6.4.1 SVM的基本原理 223
6.4.2 SVM的參數優選算法 226
6.4.3 SVM的脫空樣本準備 229
6.4.4 SVM的脫空識別效果 231
6.5 本章小結 234
參考文獻 235
第7章 基於機器學習的無砟軌道路基沉降識別 236
7.1 概述 236
7.1.1 無砟軌道路基沉降監測的研究現狀 236
7.1.2 本章主要內容及研究思路 237
7.2 基於機器學習的路基沉降識別方法 238
7.2.1 無砟軌道路基沉降識別主要過程 238
7.2.2 基於機器學習的沉降識別算法 239
7.2.3 基於理論仿真的沉降識別數據獲取 239
7.3 無砟軌道路基沉降的車輛振動敏感特徵分析 245
7.3.1 模型工況設定 245
7.3.2 沉降作用下車輛系統振動敏感特徵的選取 246
7.3.3 其他條件對路基沉降車輛振動敏感指標的影響 256
7.4 無砟軌道路基沉降識別方法 258
7.4.1 卷積神經網路算法理論基礎 258
7.4.2 無砟軌道路基沉降識別數據 261
7.4.3 基於PSO-SVM的識別方法 264
7.4.4 基於CNN-SVM的識別方法 268
7.4.5 無砟軌道路基沉降識別方法對比 271
7.5 本章小結 278
參考文獻 279
第8章 無砟軌道層間離縫評估方法 281
8.1 概述 281
8.1.1 無砟軌道層間離縫評估方法研究現狀 281
8.1.2 本章主要內容及研究思路 282
8.2 無砟軌道層間離縫成因及理論基礎 284
8.2.1 離縫成因 284
8.2.2 層間離縫理論基礎 285
8.3 不同層間離縫對軌道結構受力分析 289
8.3.1 無砟軌道計算模型及參數 289
8.3.2 不同層間離縫下軌道結構受力分析 294
8.4 層間離縫評估方法 301
8.4.1 層間離縫評價指標 301
8.4.2 層間離縫損傷影響權重定權方式 304
8.4.3 層間離縫損傷影響權重的確定 305
8.5 案例分析與實例驗證 311
8.5.1 案例分析 312
8.5.2 實例驗證 314
8.6 本章小結 315
參考文獻 317
第9章 無砟軌道開裂狀況評估方法 319
9.1 概述 319
9.1.1 無砟軌道開裂狀況評估方法研究現狀 320
9.1.2 本章主要內容及研究思路 320
9.2 無砟軌道開裂狀況分類及評價指標 322
9.2.1 無砟軌道評價單元選取 322
9.2.2 無砟軌道表面裂縫的檢測識別與分類 324
9.2.3 無砟軌道開裂狀況指標計算方法 328
9.2.4 開裂狀況指標中參數的量化方法 330
9.3 開裂損傷對軌道結構受力影響 333
9.3.1 三種不同形式裂縫對無砟軌道的影響 333
9.3.2 不同部件開裂對無砟軌道整體結構的影響 342
9.4 開裂狀況指標的參數權重計算 348
9.4.1 分析方法介紹 348
9.4.2 基於區間層次分析法的無砟軌道開裂指標層次結構的建立 353
9.4.3 基於德爾菲法的專家諮詢 354
9.4.4 德爾菲法與數值模擬結果向區間層次分析法的轉化 356
9.4.5 無砟軌道開裂影響權重的確定 359
9.5 案例分析 361
9.5.1 案例一 361
9.5.2 案例二 363
9.6 本章小結 366
參考文獻 366
第10章 無砟軌道質量狀況綜合評估方法 369
10.1 概述 369
10.1.1 無砟軌道質量狀況綜合評估方法研究現狀 369
10.1.2 本章主要內容及研究思路 370
10.2 損傷質量狀況模型建立與受力分析 371
10.2.1 計算模型及參數 372
10.2.2 開裂損傷狀況下模型受力分析 375
10.2.3 層間損傷狀況下模型受力分析 385
10.2.4 含離縫的無砟軌道開裂狀況下模型受力分析 394
10.3 質量狀況綜合評估方法 400
10.3.1 質量狀況綜
