张向民
- 作品数：46 被引量：162H指数：7
- 供职机构：中南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：铁道部科技研究开发计划国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学环境科学与工程天文地球更多>>
- 《铁道工程概论》课程的教学探讨被引量：4
- 2006年
- 面对我国铁路快速发展的现状,铁路对专业技术人员的需求量相当大。在这样的背景下,本文从分析专业特点、培养目标、教学方法入手,针对现代社会对人才培养的要求,要求教师不断学习,提高讲课技巧,并充分地利用多媒体作为教学手段,在较短的教学时数内,有效地传递更多、更新的信息。
- 张向民
- 关键词：课堂教学多媒体
- 青藏铁路多年冻土地区混凝土双片式T型梁日温差变化规律被引量：3
- 2013年
- 针对青藏铁路多年冻土地区混凝土双片式T型梁日温差进行现场试验与理论分析。开发适合青藏高原恶劣气候环境的气温梁温自动采集存储系统,对青藏铁路典型地区(沱沱河、扎加藏布)的混凝土双片式T型梁体表面温度进行1 a的连续测试;建立双片式T型梁体日照温度场二维非稳态有限元分析模型,结合现场实测数据,分析与系统采样时刻相应的梁体截面温度分布,获得测试期间内的梁体日温差。研究结果表明:沱沱河地区梁体最大日温差为10.2℃;扎加藏布地区梁体最大日温差为17.8℃,其中大于规范值(15℃)的时间为20 d,占样本总数的5.31%,主要出现在每年11月至第2年3月之间。研究成果对于青藏铁路多年冻土地区桥上无缝线路的设计和养护维修具有重要参考价值。
- 张向民高亮曾志平高宝林张广义
- 关键词：青藏铁路有限元
- 青藏铁路风火山隧道气温轨温试验及无缝线路设计被引量：13
- 2013年
- 研发了适合青藏高原恶劣气候环境的气温轨温自动采集存储系统.首次对青藏铁路风火山隧道内外的气温和轨温进行了为期1年的连续测试,获得了其变化特点.在此基础上,进行了风火山隧道无缝线路锁定轨温设计.利用有限单元法建立了无缝线路轨道结构的有限元模型,分析了风火山隧道无缝线路采用长钢轨贯穿隧道布置方式的可行性,计算了轨温过渡区的钢轨温度力梯度和最大钢轨伸缩位移.计算结果表明:当轨温过渡区长度为30-50m时,风火山隧道无缝线路可采用该种轨条布置方式,但需要布置一定数量的防爬设备.
- 张向民高亮曾志平孙永宁梁飞
- 关键词：铁道工程青藏铁路风火山隧道无缝线路
- 基于能量法的高速铁路无砟轨道钢轨碎弯研究被引量：2
- 2019年
- 研究目的:在温度力作用下高速铁路无砟轨道钢轨产生碎弯变形,严重影响行车平稳性、舒适性和安全性。本文将扣件分别假定为连续弹性介质和等间距弹性支座,建立无砟轨道钢轨碎弯分析模型,采用能量法推导相关计算公式,研究扣件刚度与钢轨碎弯波形的关系、碎弯临界温度力、扣件刚度视为连续弹性介质的精度以及为最大限度提高长钢轨稳定性的扣件极限刚度等问题。研究结论:(1)随着钢轨碎弯波长的增加,其临界温度力基本不变,差值不超过1%,但碎弯半波数有了很大的增加,这从理论上解释了碎弯变化的过程,并且有碎弯的长钢轨始终处于不稳定平衡状态;(2)钢轨碎弯存在最不利半波数,并对应最低载荷,主波总波长取10倍扣件间距时,得到主波最不利半波数为5,最低临界温度力为1. 021 5×10~7N;(3)随着扣件刚度的增加,碎弯半波数有所增加,临界温度也升高;随着扣件间距的增加,碎弯半波数也增加,基础模量减小;(4)通过对比分析扣件假定为连续弹性介质和等间距弹性支座计算钢轨碎弯临界温度力,得出当每个半波内有不少于3个扣件时,扣件假定为连续弹性介质能够满足工程精度要求,并且随着半波中扣件数量的增加或者总波长的增加,两者数值更加接近;(5)当半波变形波长为支座间距时钢轨碎弯临界温度力可得最大值,并且随着主波扣件跨数的增加,扣件极限刚度收敛于确定值1. 010 2×10~6N/cm;(6)本研究成果可为高速铁路无砟轨道钢轨碎弯提供理论参考,并可为高速铁路扣件参数的检算及合理性提供计算依据。
- 张向民
- 关键词：高速铁路无砟轨道能量法
- 桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱分析方法及系统
- 本发明公开了一种桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱分析方法及系统，以提高服役期间桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱模拟精度，为桥上纵连板式无砟轨道疲劳设计提供重要支撑。该方法包括：分别建立纵连板式无砟轨道‑桥梁温度场计算模型、高...
- 徐庆元李奕金张泽娄平宋旭明周小林陈伟张向民
- 纵连板式轨道稳定性分析及上拱整治研究被引量：7
- 2020年
- 研究目的:针对持续高温天气下纵连板式轨道上拱变形问题,本文依据弹性薄板理论构建稳定性分析模型,并根据CA砂浆层间黏结强度的内聚力模型,分弹性损伤、层间脱黏以及离缝上拱三个阶段建立系统总能量方程,运用能量变分原理和瑞利-里兹法,确定纵连板式轨道上拱变形的全过程平衡路径及失稳临界条件。研究结论:(1)在运营损伤工况下轨道板失稳的最不利临界温升为20.53℃;(2)钢轨温度力向上分量对单块轨道板的作用合力达19.866 kN,对轨道板上拱的影响较为显著;(3)窄接缝破损可导致层间脱黏阶段临界温升降低3.91%;(4)CA砂浆黏结强度下降20%可导致层间脱黏阶段失稳临界温升下降17.24%;(5)轨道板纵向阻力由55%降低至10%,最小失稳临界温升可降低32.81%;(6)轨道板厚度增加10 mm,最小失稳临界温升可提高6.03%;(7)该研究成果可为纵连板式轨道及其他既有轨道结构的病害整治措施提供理论参考。
- 张向民刘家良朱高明张勇
- 关键词：弹性薄板理论能量法
- 青藏铁路道床质量状态参数试验研究被引量：13
- 2007年
- 碎石道床是铁路有碴轨道结构的重要组成部分,其道床密实度、道床纵、横向阻力不仅是轨道结构分析的重要参数,并且与轨道几何形位劣化和轨道养护维修工作量有密切关系。在气候条件恶劣的青藏铁路,道床密实度、道床纵、横向阻力是否达到设计要求对于保持线路的稳定十分重要。介绍了青藏铁路无缝线路试验段道床密实度、道床纵、横向阻力的试验方法和数据整理分析过程,对道床密实度、道床纵、横向阻力的测定有一定的参考价值。测试结果表明,在青藏铁路,采用合理的施工工艺和方法,按基本作业流程进行施工,道床密实度、道床纵、横向阻力均满足规范要求。
- 张向民陈秀方曾志平
- 关键词：铁路轨道道床横向阻力
- 基于势能驻值原理的隧道底鼓变形计算理论
- 2024年
- 针对铁路隧道底鼓的病害难题,首先建立隧道仰拱隆起变形的围岩-支护体系统一力学模型,采用势能驻值原理和瑞利里兹法进行解析计算;深入分析仰拱边界条件、矢跨比、衬砌厚度、围岩厚度与级别、地应力以及温度力等参量的影响规律;最后阐释隧道仰拱隆起变形研究对高原铁路隧道工程建设具有的启示意义。研究结果表明:(1)隧道仰拱隆起病害是构造应力、膨胀力或外水压力在抗力不足的软岩中作用的结果;(2)当二衬厚度取30 cm,仰拱隆起1 cm时隧底垂向应力为17.37 kPa,而二衬厚度取60 cm时为30.48 kPa,两者相差43%,因此如果不考虑围岩作用,二衬对仰拱隆起影响显著,在高应力区域突显了铁路隧道设置仰拱作为安全储备的必要性;(3)参与支护作用的围岩厚度取600 cm,仰拱隆起1 cm时垂向应力为569.47 kPa,而不考虑围岩作用时仅为33.94 kPa,因此隧道仰拱支护中围岩起主要承载作用;(4)Ⅲ级围岩仰拱隆起1 cm时垂向应力为1336.22 kPa,Ⅴ级围岩为187.40 kPa,表明围岩类型对隧道仰拱稳定的影响显著;(5)地应力80 MPa仰拱隆起1 cm时垂向应力为436.32 kPa,如果不考虑地应力为566.11 kPa,因此在隧道仰拱稳定性设计中,地应力作用不可忽略;(6)高原非均匀高应力场、强地震活动性、大埋深、复杂地质环境是铁路沿线隧道面临的主要问题,其中穿越活动断裂带和软弱岩层地段成为影响工程建设的关键带,因此沿线地球动力学、地震活动性、地应力场和岩体流变学的研究对于隧道结构安全性至关重要。
- 张向民张勇
- 关键词：铁路隧道势能驻值原理
- 纵连板式无砟轨道与桥梁纵向相互作用分析方法及系统
- 本发明涉及铁道工程应用计算与设计技术，公开一种纵连板式无砟轨道与桥梁纵向相互作用分析方法及系统，为不同气候环境下桥上纵连板式无砟轨道及下部基础设计提供重要支撑。本发明公开的分析方法包括：分别建立纵连板式无砟轨道‑桥梁温度...
- 徐庆元张泽李奕金娄平宋旭明周小林陈伟张向民闫斌
- 高速铁路钢轨上拱不平顺对波磨萌生的影响研究被引量：2
- 2023年
- 高速铁路钢轨波磨是近年来致力于解决的一种极其复杂的轮轨关系问题。武广高铁胡家湾大桥存在钢轨上拱不平顺并伴随钢轨波磨病害,有必要通过理论与实践研究寻找钢轨上拱和波磨相伴相生的证据并诠释其机理。首先建立涵盖钢轨上拱-大幅值轮载-轮轨接触力统一数力学模型,采用能量法、轮轨接触理论和安定极限法进行解析计算,研究钢轨上拱矢度、列车参数和轨道参数的影响规律。然后阐释钢轨上拱、轮载与轮轨接触力之间的相互作用对理解钢轨波磨的萌生机理和减磨措施以及提出车轮多边形发生机理猜想所具有的启示意义,最后简要总结钢轨上拱引发波磨需要进一步研究的前沿问题。计算结果表明:钢轨上拱矢度对轮轨接触力影响显著,如以CRH2型动车组和弹性支撑块式无砟轨道组合为例,当钢轨上拱0.2 cm时,动轮载为21.45 t,相较平顺时增大3.1倍,切向力为15.86 kN,增大2.1倍,法向应力为1 131.6 MPa,增大1.5倍,超出安定极限值20.1%;轮轨接触力随着静轮重、簧下质量和轨道垂向刚度的增加而增大,随着轨道阻尼的增大而减小。研究发现,钢轨上拱激励轮轨系统高频共振导致了钢轨波磨的萌生与发展。防止或抑制此类型波磨的主要措施有:控制钢轨上拱不平顺、防止轮轨系统共振、减小轮载变化幅值、提高钢轨材质强度与耐磨性能以及采取预防性和修复性打磨等。
- 张向民张勇
- 关键词：高速铁路
