青藏铁路多年冻土区路基温度场的模拟与预测

在多年冻土区修建铁路站场路基,打破了原来天然地表与外界的热力平衡,地下温度场将重新分布.根据此特征可推断多年冻土的发展演化趋势以及评定路基的稳定状况.结合青藏铁路某段站场路基实际监测数据,利用ANSYS软件对2002年～2030年地下温度场进行有限元数值模拟.模拟计算结果表明:路基下冻土上限发生上移,多年冻土得到了保护;在年平均气温增长0.02 ℃的条件下,试验段内冻土人为上限和未受路基影响的冻土天然上限均逐年下降;同时,路基阳坡、阴坡两侧地下温度场分布特征的差异构成了路基不均匀变形和路面裂缝的潜在威胁.     

路基宽度对多年冻土区站场路基温度场的影响

青藏铁路路基的热稳定性受到气温升高的影响.站场路堤比普通路堤宽度大,受气温升高影响更大.以清水河站场试验点为工程背景,对站场和普通路基3个冻融周期的现场测试温度进行分析比较.参照前人对气温预测计算公式,作为青藏铁路站场路基进行热分析的边界条件,运用数值计算方法近似求解计算站场路基20 a后的热状况,同时与普通宽度的路基作比较.结果表明,站场路堤的多年冻土的人为上限比普通路堤高,最大融深比普通路堤大,说明路基的宽度是加速冻土破坏的一个重要影响因素.     

青藏铁路运营期间冻土路基裂缝问题研究

运营期青藏铁路冻土区路基工程最值得关注的变化是不同部位裂缝的发生和发展以及对线路安全运行的影响.通过对不同时期青藏铁路多年冻土区路基工程裂缝发生发展影响因素的分析,认为冻土区路基工程基底地温场的不对称以及基底土体冻融过程不同步是路基工程变形裂缝发生的主要原因,路基坡脚和周围冻土水热环境变化是裂缝发展的拉动力,路基填料性质也是不容忽略的因素;根据运营期间冻土路基热状态和工程状态分析,对运营期青藏铁路冻土路基工程状态进行了初步评价,并提出了减少或消除地温场的不对称及保护路基坡脚冻土环境,从而抑制冻土路基裂缝的工程对策.     

冻土区路基中隔离层设置的研究

研究冻土区路基隔离层设置对路基稳定性的影响,能为我国冻土区道路病害防治提供一定的参考依据。通过对冻土区隔离层在防治路基病害中的设置方式、厚度和位置的概括和总结,并在此基础上,探讨了今后需要进一步研究的问题。     

青藏铁路清水河段多年冻土区站场路基的试验研究

通过对青藏铁路清水河段站场路基的初步试验,获取了地温变形数据,探讨站场路基的冻结和融化过程的规律.实验表明:站场路基下冻土人为上限发生了上移,多年冻土得到了保护,为类似路段多年冻土工程提供借鉴.     

青藏铁路运营以来冻土路基变形特征及其来源探讨

路基变形是路基稳定性的外在表现形式。基于青藏铁路多年冻土区路基变形与温度监测资料,分析了铁路路基变形总体特征,并探讨了路基变形的来源。该研究为青藏铁路路基稳定性判断及病害预警提供数据支持,为铁路工程的维修养护提供依据,也为变形理论分析提供必要的科学依据。研究结果表明:青藏铁路自通车运营以来路基变形总体上趋于平稳,仅有2个断面的变形超出规范要求,但仍有部分监测断面的沉降变形处于发展之中。(部分路基断面不均匀变形明显,表现为路肩纵向变形和路基横向变形差异较大。路基变形较大的断面,其变形主要来自路基下部因多年冻土人为上限下降而引起的高含冰量冻土的融沉变形、融土的压密变形以及下部多年冻土的压缩变形。路基变形较小的断面,其变形主要来自路基下部多年冻土与残余冻土的压缩变形。)     

青藏铁路低温冻土区片石路基的温度特征

在青藏铁路五道梁低温冻土区进行了片石护道路基新结构和土护道路基结构的实体工程试验,以确定路基修筑对温度场的影响.对测试断面冻融循环的地温监测资料的分析表明,2004年片石路基左右路肩孔冻土上限处,年平均地温分别低于土护道路基相应位置0.12℃和0.14℃,2005年片石路基左右路肩孔分别低于土护道路基相应位置0.65℃和0.03℃,冻土上限以下地温均呈逐年下降趋势.片石护道和土护道路基冻土上限均存在不对称性,但随着时间发展,片石护道路基最大融化深度位置基本接近或超过天然地面,且冷生过程还在继续.该区域的片石护道路基新结构能够有效发挥降低地温、主动保护多年冻土的作用.     

地铁南京站下穿南京铁路站场施工过程的三维数值模拟及工程应用

受南京火车站铁路站场制约,南京地铁一号线南京站分为南北两个明挖区和铁路站场下方过站区．过站区为双线隧道,隧道跨度大、埋深浅、线间距小,采用矿山法施工难度和风险极大．为配合施工,采用FLAC三维数值分析软件,按实际的开挖顺序和施工工艺,对过站区开挖过程进行了模拟．得出过站区隧道施工引起的地层沉降和塑性区分布,数值计算结果表明过站区施工方案是合理可行的,计算结论为地层加固范围提供了依据,对过站区隧道施工有指导作用．施工实践也证明了依据数值计算结果所采取的施工辅助措施对确保地表线路安全和隧道施工安全效果明显．     

带状堆载对邻近桩基作用效应的计算方法

为研究路基等带状堆载对邻近桥梁桩基础受力影响的计算方法,基于Terzaghi地基承载力公式,将地表的带状堆载等效为埋深为0的条形基础荷载,根据承载力计算公式中地基土整体剪切破坏时的滑动面形状,采用极限平衡法,得到保证地基稳定的最大堆载高度以及带状堆载主要影响区的计算公式;判断带状堆载邻近桩基础是否受堆载影响,并得到带状堆载作用下地基土体侧移变形的计算深度及对邻近桩基础的推力计算公式,将上述作用效应施加到堆载邻近的桩基础上,使堆载作用下邻近桩基础受力模型简化为一般的被动受荷桩,采用m法计算了桩身效应。同时,建立带状堆载与邻近桩基础相互作用的有限元模型,分析堆载规模对邻近桩基变形特性的影响,并将理论计算结果与有限元结果进行比对。研究结果表明:堆载作用下地基土体浅层一定深度内发生了侧移变形,推挤邻近桩基而发生不同程度的挠曲,堆载作用下地基土体侧移存在影响深度范围;带状堆载作用对邻近桩基础的受力变形存在主要影响区,在该距离范围内堆载对桩基础影响明显,超过该范围后其影响并不消失,而是维持在较低水平;理论计算和有限元计算结果反映的规律基本一致,理论结果比有限元结果略保守,研究可为类似工程提供借鉴。     

关于新建地方铁路张礼至台头线站场方案的研究

张台线自南同蒲铁路张礼车站太原端接轨引出,向西跨汾河,经金殿、龙澍峪、光华至台头。为了满足张台线沿线所经地区的货物外运能力的要求,根据各站发送货物量及所处地形等条件的要求,最终确定各车站站场方案。     

分布式模糊聚类微动法铁路路基岩溶地球物理探测： 以皖赣铁路宁国改线工程为例

微动勘探法可探查铁路路基地下岩溶、裂隙通道等不良地质体的发育位置,针对反演成果中土、岩体分界面模糊不清,异常位置及边界不准确等问题,采用分布式模糊聚类算法分析反演数据。系统回顾了微动勘探法和分布式模糊聚类算法基本原理,以皖赣铁路宁国改线某区间既有铁路路基岩溶勘察为例,开展分布式模糊聚类微动勘探进行地层分层、溶洞自动划分。将分布式模糊聚类法分析前后的反演数据同时与钻探揭露结果对比发现,分布式模糊聚类算法可对分界面、异常区域进行自动有效划定,可更加准确地识别地质异常体。说明该方法可较大程度提高微动反演数据的准确率,为铁路路基工程的设计和施工提供参考。     

预防性养护技术的利用

随着公路建设的迅猛发展,路面养护备受关注。预防性养护技术在国外得到了广泛应用,其在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期费用等方面具有重要作用。实施沥青路面预防性养护,能有效改善路面技术性能,及时修复路面微小病害,防止水分侵入破坏路基,使路面整体结构始终得到保护,不致产生严重损伤,从而减少铣刨、翻修次数,延长路面使用寿命,保持路面良好的服务状态,进而大大节省维修费用。目前国际上普遍认为,用较少的费用取得较好的养路效果是个很重要的研究课题。所以,研究开发高等级道路沥青路面预防性养护技术,实施沥青路面预防性养护是我国公路养护维修以及社会经济可持续发展的迫切需要。     

高速铁路大型临时设施土地复垦利用研究

在分析高速铁路大型临时设施土地复垦利用过程的基础上,以京沪高速铁路江阴制梁场为例,对其进行复垦工程分区、复垦规划制定与复垦方案优选。研究结果表明,根据工程布置、硬化特点及复垦难度可将江阴制梁场划分成7个亚区,结合土地利用规划要求,在复垦适宜性评价和投入-产出分析的基础上,确定待复垦区中的制梁区和存梁区最宜复垦为设施农业用地,而其他亚区最宜复垦为林地,评价结果与实际较为吻合。     

铁路物流中心规划布局方案综合性能评价

铁路物流中心规划方案是多层次、多目标的评价体系,在分析探讨铁路物流中心在设计过程中综合性能指标体系的前提下,提供了一种综合评价方法,即以二级模糊综合评判为框架,采用层次分析法(AHP)确定方案影响因素及子因素的权重。并用此模型对某市铁路物流中心规划方案进行综合评价分析,取得了较好的效果。     

铁路营销日班计划编制辅助决策的算法及实现

针对铁路分局或铁路局请求车数审批的盲目性,提出了一种优化调整算法.该算法是基于单目标、多约束条件的单纯形法.它有请求车数、交出分界口、到达分局、限制口、装车站等的限制车数为约束条件,以日班计划承认车运输收入最大化为目标函数.在此算法的基础上,开发了货运经营性决策系统.本文的理论研究结果和开发出的系统为运输企业的合理经营及经济效益的提高提供了有效的工具.     

PC机串口通信在矿区铁路开采沉陷变形监测中的应用

开发了利用计算机串口通信技术实现数据实时监测的关键技术，该技术简捷有效，改变了煤炭企业一般采用全站仪等设备进行观测的做法，解决了夜间观测难度大，无法及时提供线路的变形数据的问题，可为维护工作带来方便，排除铁路行车的安全隐患。     

路基注浆试验与仿真分析

路基注浆可使路基沉陷、松散、空洞等病害得到有效充填或压密,显著提高路基的承载力。本文从室内试验与数值模拟两个方面研究了路基注浆对路基路面的影响。室内试验部分采用平面尺寸140cm×140cm,高度为50cm的钢箱,分层填筑路基土和水泥稳定碎石基层,养护28天后,进行路基注浆。通过探地雷达和开挖相结合的方法观测水泥浆分布,进而分析了注浆对路基的加固机理。数值模拟部分采用ANSYS有限元软件建立路基路面三维模型,考虑注浆半径、注浆区域模量、注浆横向位置及注浆深度四个因素,分析了局部注浆和道路纵向多点连续注浆对行车荷载作用下路基路面受力变形的影响。结果发现,注浆半径对道路受力变形的影响最显著,注浆区域模量影响较小,注浆位置在行车道中间下方且靠近路基顶面时较有利。     

季冻区高速铁路路基冻融变形特征研究

为研究季冻区高速铁路路基冻融病害及其变形特征,以兰新高速铁路K1934+190无砟轨道路基断面作为研究对象,在已有的水分迁移控制微分方程、瞬态温度场控制微分方程及土体单元应力-应变方程的基础之上,建立了无砟轨道路基受水分、温度及应力影响的数学计算模型,通过模拟和现场监测对比分析了自2019年10月初至2020年5月初路基的动态变化规律。结果表明,由于水分场、温度场对季冻区高速铁路路基的耦合作用,致使路基水分变化、温度变化及由此产生的温度场重分布、水分场重分布是导致路基发生冻胀融沉的关键因素,其变形在时间域上呈规律性变化,这一结论可为研究冻土地区高速铁路路基冻害治理提供参考。     

铁路接触网站场改造施工过渡方案探讨

过渡工程是建设工程中的一种临时工程，既有电气化铁路改造过程中出现的过渡工程种类繁多。以阳安线为例，探讨了在接触网站场改造施工过程中出现的过渡工程，对其类型、施工方法及可行性进行了论述，并对工程设计提出了一些合理的建议。     

勉宁高速公路挖方路段排水设计关键技术研究

勉宁高速公路地处秦巴山区,沿线雨量充沛,挖方路段较多,部分路段路基地下水位过高,如不加以处治,势必会导致沉陷等各种道路病害。文章分析了地下水位对路基、路面结构性能的影响;结果表明地下水位过高会使路基湿度增大、模量降低,导致路表弯沉、面层层底拉应力增大;并在试验研究的基础上,提出在山体一侧设置盲沟,该措施可以有效地降低地下水位,确保路基的承载力。