- 李建群;吴宁;王涛;
城市群城际铁路是支撑和引导我国新型城镇化进程的重要交通基础设施,其功能定位和技术标准是业界研究的热点。现行国家铁路技术标准体系无法较好适应“四网融合、互联互通”背景下的城市群城际铁路建设和运营全过程阶段。以城市群城际铁路进入市中心、公交化运营为目标,基于其功能定位和技术特征,对照国家铁路和城市轨道交通标准体系,以江苏省城市群城际铁路为研究对象,构建工程建设和运输服务两大标准子体系,以及基础、勘测、设计、施工、验收、运营、管理、服务九大业务板块标准,包含若干专业和专题研究方向的标准结构体系,指导城市群城际铁路设计、建设、装备、验收、运营管理,以实现“统一规划、统一标准、统筹运营、互联互通、换乘便捷、一票通达”的理念。
2024年10期 v.68;No.755 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2285K] [下载次数：361 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 韩沛文;
港深西部铁路是引领港深西部走廊建设的重要基础设施,围绕服务两地旅客快速出行、适应两地技术标准、具备工程经济合理性等目标开展速度目标值研究,对提升该线路服务质量和项目收益具有重要意义。采用调查法、实验法、定量和定性分析法对港深西部铁路速度目标值进行综合比选。首先,对港铁运营线路及大湾区城际铁路的技术标准进行分析梳理,结合本线功能定位,确定速度目标值初选范围。在此基础上,模拟计算各速度目标值区间运行时分,分析其时间目标适应性和站间距适应性,从列车运行角度对比各速度目标值。然后,分析和计算不同供电制式的设施数量、系统匹配性、工程可实施性及建设投资,得出供电制式推荐意见;结合速度目标值比选范围及供电制式推荐方案,计算对应车型平台的车辆购置费和车辆基地规模、建设费用及物业开发收益,从供电和车型角度比较各速度目标值。基于上述比选,全面总结梳理各速度目标值优缺点,最终推荐本项目采用160 km/h的速度目标值方案。研究结论综合考虑了港深两地技术标准、时空距离、项目功能定位、供电制式、车型平台以及工程经济等影响因素,为合理确定本项目速度目标值方案提供了有力支撑,也对港深都市圈城际铁路的速度目标值选择提供参考。
2024年10期 v.68;No.755 21-27+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K] [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：23 ] - 魏强;解亚龙;聂现会;刘红良;
重大铁路工程是一个多方参与的复杂巨系统,建设过程中的风险复杂多变。为提升重大铁路工程的风险防控能力,基于韧性理论,提出基于风险防控的韧性管理模型和重大铁路工程韧性建设管理模式框架。基于利益相关者理论,提出面向重大铁路建设一体化虚拟组织结构模型。构建基于“组织管理一体化+项目管理智能化”的韧性建设管理模式,将风险防控融入组织管理体系中,体现为通过一体化提升组织结构的韧性和组织面临风险挑战的应变能力,智能化技术助力组织的协同作战能力,并在此基础上分析以契约关系、行政关系和信任关系治理为基础的韧性管理运行机制,研究成果可为重大铁路工程建设的风险防控提供理论支撑和决策思路。
2024年10期 v.68;No.755 28-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2486K] [下载次数：729 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：5 ]
- 丁静波;高新平;张济淳;齐飞;马佳骏;
轨撑是铁路曲线和长大坡度地段的重要轨道加强部件之一。经现场调研,既有轨撑结构存在局部刚度不均匀、调整性差、类型多等问题。既有结构的刚度不均匀会导致部分扣件不起横向支撑作用,给轨道带来较大的冲击,造成轨道状态恶劣,而调整性差则引起轨撑与轨腰间离缝、不密贴,长期使用会对轨枕和钢轨带来伤损,不利于工务运营维修。结合重载铁路、客货共线及其他铁路现场使用的需求,研制了50,60,75 kg/m专线系列钢轨用弹性轨撑,采用整体式结构,轨撑与轨腰完全贴合,增大接触面,提升抗横向性能。轨撑侧面镶嵌(硫化)弹性橡胶或聚氨酯材料,避免和钢轨硬接触,适当释放位移保证弹性,减轻轨撑抵靠钢轨轨腰带来的磨耗和伤损问题。采用有限元方法建立弹性轨撑实体模型,理论分析弹性轨撑方案受力规律,确定合理的技术参数。另制定弹性轨撑组装试验测试方法和技术要求,相同条件下与国铁弹条Ⅱ型扣件进行室内对比试验,经测试各项指标均达到预期效果,性能安全可靠。为验证弹性轨撑的实际应用效果,选取曲线半径为400 m的小半径曲线段进行现场试铺并进行观测,相关数据表明弹性轨撑能有效抵抗钢轨承受的异常横向荷载,轨距变化率小,达到设计要求,可保证列车安全运行,具有良好的推广应用价值。
2024年10期 v.68;No.755 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：6 ] - 寇峻瑜;余浩伟;姜梅;罗圆;
线路平面设计参数的确定对齿轨铁路试验线及运营线建设具有重要作用。以标准轨距铁路线路计算原理为基础,结合米轨车辆与线路之间的匹配关系,基于行驶动力学理论对齿轨铁路线路平面关键设计参数取值进行初步研究。通过类比标准轨距铁路和总结国内外规范相关参数取值,得出齿轨铁路曲线半径和缓和曲线长度的计算公式和控制指标取值。结果表明:对于黏着路段最高设计速度120 km/h和齿轨路段最高设计速度40 km/h的齿轨铁路,黏着路段的最小曲线半径一般和困难条件下分别可取900,750 m,齿轨路段的最小曲线半径一般和困难条件下分别可取350,300 m;黏着路段的缓和曲线长度应结合曲线半径相应选择,齿轨路段的最小缓和曲线长度均取为20 m。
2024年10期 v.68;No.755 43-47+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 刘江伟;
以双碳经济视角下的铁路选线为研究目的,通过详细分析国内外铁路碳排放和选线设计方面的研究成果,深入阐述不同阶段铁路碳排放的机理和途径,指明了铁路选线在降低铁路碳排放方面的重要作用。根据政策和中国铁路发展现状,对实现碳中和的途径进行积极分析和探索。同时,对双碳目标下铁路选线设计新要求进行详细研究。针对碳约束下的铁路选线设计,提出基于减碳低碳目标的铁路选线原则,并对选线设计重点和减碳低碳目标下的技术经济比较分析进行研究并提出建议。研究表明,铁路选线设计关系到铁路建设阶段和运营阶段碳排放,应在技术经济比较中纳入碳排放的比较因素,同时应从技术标准选择、线路空间位置布设、不同构造物分布等方面做好线路方案的深化研究和技术经济分析工作。
2024年10期 v.68;No.755 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [下载次数：472 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：6 ] - 田月峰;
地下水开采是地面沉降的重要诱因,合理评估地下水开采区地面沉降对沿线铁路工程的影响,对铁路建设运营具有重要意义。以鲁南高铁菏泽至兰考段沉降区为例,在现场调查的基础上,以2016年5月—2020年7月中长达4年的In SAR数据和地面水准测量数据为模型率定依据,建立区域沉降地段三维渗流-应力耦合地面沉降模型,预测并分析了不同开采条件下未来15年的地下水变化情况和地面沉降规律。研究结果表明:沿线的地面沉降主要是由于线路两侧200 m范围内地下水开采引起的,在现状开采条件下,未来15年铁路沿线沉降漏斗的影响半径呈现增加趋势,至2035年沉降中心处累计沉降量将达到200 mm以上,严重威胁高铁工程的正常运营;关闭沿线200 m范围内的抽水井可较好地改善地面沉降问题,至2035年年沉降量减小约20 mm。
2024年10期 v.68;No.755 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1946K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ] - 王阳;肖宏;张智海;迟义浩;
钢轨波磨作为地铁线路中最为常见的轨道损伤问题之一,始终未得到根本性的解决。为研究不同轨道结构形式产生钢轨波磨后车辆内部振动噪声以及轨道结构振动的时频域特性,探究钢轨波磨对车辆和轨道的影响,对某地铁线路进行现场动静态测试,获取了钢轨波磨激励下车辆内部的振动和噪声响应以及轨道各部件的振动响应,使用时域指标统计、1/3倍频程谱分析等方法分析轨道振动响应特征和车内振动及噪声响应特征。结果表明:在小半径曲线地段,浮置板轨道产生了特征波长约为200 mm的钢轨波磨,整体道床轨道产生了特征波长约为60 mm的钢轨波磨;浮置板轨道的钢轨、道床板、隧道壁振动加速度有效值分别是整体道床的1.8、5.8倍及0.3倍;钢轨波磨对轨道振动的影响主要体现在中高频范围,在300～400 Hz附近,浮置板轨道振级从钢轨至隧道壁共衰减66 d B,而整体道床共衰减49 d B;列车通过测试区域时,转向架上方与客室中部垂、纵向振动加速度有效值基本一致,而客室中部横向振动加速度有效值约为转向架上方的2倍;车内转向架位置处的异常振动主要来源于钢轨波磨的激励,且短波长波磨所激励的车内振动及噪声更加剧烈。因此,地铁钢轨波磨产生后在轨道及车辆的振动噪声响应中均占主要成分,应及时对钢轨进行打磨处理,研究结果可为地铁工务维修提供理论指导。
2024年10期 v.68;No.755 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 6814K] [下载次数：726 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：6 ] - 姚力;朱胜阳;韦强文;王开云;王平;翟婉明;
为进一步探讨无砟轨道荷载设计参数取值,为我国时速400 km及以上高速铁路建设提供重要理论支撑,通过开展无砟轨道静力分析以及钢轨焊缝、车轮扁疤激励下车辆-轨道动力相互作用,揭示列车静、动力载荷特征及传递规律;同时根据轨道承载特点和无砟轨道设计原理,提出车辆竖向设计荷载取值建议。研究结果表明:(1)高速列车车轮扁疤和钢轨焊缝不平顺将造成显著的轮轨冲击,其轮载动载系数最大可达5.79,远高于现行规范取值;扣件系统对扁疤和焊缝不平顺引起的轮轨力高频成分衰减作用明显,扣件支反力的动载系数最大为2.64;(2)钢轨焊缝不平顺引起的轮轨冲击力随着车速提高以及焊缝不平顺幅值的增大而迅速增大,建议500 km/h及以下高速铁路的钢轨焊缝平直度标准取0.2 mm/m;(3)列车轮载通过扣件支反力作用于轨道板,从传递特性的角度来说,以扣件支反力作为轨道板竖向设计荷载更为合理,其动载系数可取3.0,且能满足400 km/h及以上高速铁路的行车需求。
2024年10期 v.68;No.755 69-74+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K] [下载次数：511 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 张灵馨;和振兴;石广田;白彦博;王志璇;
重载铁路轨道系统的弹性垫板由于承受载荷较大,易出现疲劳破损现象。鉴于既有弹性垫板存在应力集中且阻尼较小的现象,提出一种新型网孔式弹性垫板,可改善应力分布,提升阻尼特性。为探究将网孔式弹性垫板应用于重载铁路扣件系统的可行性并验证相较于既有弹性垫板的优越性,分别建立适用于重载铁路弹条Ⅱ型扣件系统的既有弹性垫板和新型网孔式弹性垫板有限元模型。在同刚度条件下,对比研究网孔式、沟槽式、棱台式弹性垫板的竖向刚度、横向刚度和应力分布特征。研究结果表明,网孔式弹性垫板的应力应变分布更均匀,其最大应力相较于沟槽式弹性垫板和棱台式弹性垫板降低约30%,力学特性更好,且具有较好的竖向刚度保持性能;在施加横向载荷后,网孔式弹性垫板的横向刚度比棱台式弹性垫板的小,更接近于沟槽式弹性垫板;新型网孔式弹性垫板具有在重载铁路中推广应用的潜力。
2024年10期 v.68;No.755 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K] [下载次数：218 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ]
- 陈银灯;
某铁路桥梁位于近断层高烈度地震区、不对称深切峡谷,为确定该铁路桥梁桥式方案,综合考虑气候条件、地形地貌、地质条件等因素提出(95+160+95+59)m预应力混凝土连续刚构、(60+200+106+50)m部分斜拉桥和(253+145)m连续钢桁柔性拱3个桥式方案,并详细介绍了各方案桥梁结构尺寸和施工方案。采用BSAS和Midas Civil有限元软件建立桥梁结构分析模型,对主梁、桥塔、桥墩、桩基、动力特性等进行计算分析,并从结构刚度、施工难度、施工周期、抗震性能、维修养护、工程造价等方面对3个方案进行比较。结果表明:(1)静活载作用下,连续刚构竖向位移为38 mm,挠跨比为1/4 210;部分斜拉桥竖向位移为135.4 mm,挠跨比为1/1 477;连续钢桁柔性拱竖向位移为78 mm,挠跨比为1/3 231。(2)连续刚构桥一阶周期2.02 s,部分斜拉桥一阶周期2.4 s,钢桁柔性拱一阶周期2.58 s。(3)3个桥式方案均能满足规范要求,方案均安全可行,但连续刚构桥造价远低于部分斜拉桥和连续钢桁柔性拱。(4)预应力混凝土连续刚构桥刚度大、施工技术成熟、抗震效果良好、工程造价低、后期维修养护工作量小,方案最优。
2024年10期 v.68;No.755 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K] [下载次数：136 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 柳鸣;员帅伟;祝兵;张振;
悬挂式单轨是一种轻型、中速、低成本的新型轨道交通方式,结构轻盈、美观,但是当跨越河流、沟壑等障碍时,存在明显短板。从结构受力、运行安全角度出发,提出一种在斜拉桥的主梁上架设轨道墩柱和轨道梁的新型组合梁结构方案,突破常规悬挂式单轨跨越能力受限的壁垒。为研究斜拉桥主梁与轨道梁墩柱结合部位复杂的受力情况和传力路径,采用ANSYS软件分别建立钢箱梁区段和混凝土箱梁区段有限元模型。结果表明:钢箱梁区段,墩柱荷载主要传递给与之直接相连的横隔板以及中腹板,其中,横隔板受力比较均匀,中腹板受力主要集中在以墩柱为中心,半径约2 m的范围内,基本可以传递至钢梁底板。墩柱轴力的58%传递给与之直接相连的横隔板;墩柱横桥向弯矩的传递过程中,58.8%的剪力传递给与之直接相连的横隔板;墩柱顺桥向弯矩的传递过程中,53.4%的剪力传递给中腹板;混凝土箱梁区段,墩柱荷载主要传递给与之直接相连的混凝土腹板、横隔板。混凝土受力主要集中在以结合面为中心,半径约2 m的范围内,墩柱荷载在结合面以下约0.5 m的范围内基本完成传递,墩柱轴力的68.8%传递给与之直接相连的横隔板;墩柱横桥向弯矩的传递过程中,86.4%的剪力传递给与之直接相连的横隔板;墩柱顺桥向弯矩的传递过程中,44.6%的剪力传递给中腹板。
2024年10期 v.68;No.755 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1838K] [下载次数：162 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 沈林白;洪彧;李敬研;蒲黔辉;文旭光;
为对铁路桥梁震后状况进行合理评估,基于易损性构建了一套铁路桥梁震后通行能力评估方法,以国内常见铁路桥梁为参考,使用OpenSees建立了20座不同构造参数的4跨简支梁桥全桥有限元模型,基于耐震时程地震分析进行易损性与通行功能的评估,厘清了影响铁路桥梁地震损伤与通行能力的主要因素。研究表明:纵筋配筋率和剪跨比是影响铁路桥梁地震损伤的核心因素,轴压比是影响铁路桥梁地震损伤的主要因素,体积配箍率是影响铁路桥梁地震损伤的次要因素,为控制桥梁地震损伤,可以提高纵筋配筋率,降低剪跨比;配筋率增加通行能力会明显提升,剪跨比增加通行能力明显下降,配箍率和轴压比增加通行能力会小幅提升;纵筋配筋率与剪跨比是影响桥梁通行能力的主要因素,体积配箍率与轴压比是影响桥梁通行能力的次要因素,为保证通行能力最优,应适当提高纵筋配筋率或减小桥墩剪跨比,也可适当提高体积配箍率与轴压比。本研究提出的通行能力评估方法可以较好地评估桥梁结构通行功能,用于震后评估工作。
2024年10期 v.68;No.755 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2990K] [下载次数：358 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 刘龙;苏伟;王雨权;廖立坚;傅安民;杨智慧;
有限元分析中徐变效应精确分析的关键在于徐变系数的指数形式能否准确还原徐变系数曲线。为研究一种高精度的任意徐变系数曲线的拟合方法以实现有限元徐变分析精确求解,本文剖析了该问题的本质,并提出一种优化算法,即利用模拟退火法寻找全局最优解的能力搜寻初解,再通过Levenberg-Marquardt法精确求解,并以2个算例对该方法进行验证。研究结果表明:(1)本文提出的徐变系数曲线拟合方法能对徐变系数曲线进行精确拟合;(2)算例结果显示本文提供的算法在拟合公路规范和铁路规范的徐变系数曲线时,相关系数R均在0.999 9以上,拟合精度高,通用性强;(3)本文提供的算法架构简单、层次清晰,可借助常用编程语言方便地进行编译,对有限元程序徐变分析模块的开发或混凝土徐变规律的相关科学研究具有借鉴意义。
2024年10期 v.68;No.755 105-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K] [下载次数：282 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 胥思明;杨浩哲;勾红叶;王君明;蒲黔辉;李洋;
为研究落石冲击作用对铁路桥梁行车安全性的影响规律,以西部山区某铁路简支箱梁桥为研究对象,建立充分考虑材料非线性和接触非线性的落石冲击桥梁仿真分析模型和列车-轨道-桥梁耦合动力分析模型;阐明落石冲击桥墩工况下落石冲击力特征,分析落石冲击作用下桥上行车安全性能,并揭示落石冲击速度、冲击角度、冲击高度和落石直径对行车安全性的影响规律。研究结论如下:(1)落石冲击力的峰值随着落石速度、落石直径的增大而增大,落石冲击高度和冲击角度几乎不影响落石冲击力峰值;(2)落石直径的增大会扩大桥墩结构破坏范围,表现为多个冲击力峰值的出现和冲击力时程的延长;(3)落石冲击速度越快,冲击能量越大,对桥上行车安全影响越大,落石冲击高度越接近墩顶、落石直径越大,列车横向动力响应越大,对桥上行车安全威胁越大;(4)落石冲击角度各工况下列车各项安全评价指标时程曲线变化规律相似,对桥上行车安全影响变化较小;(5)轮重减载率对落石直径和冲击高度十分敏感,轮重减载率在落石直径达到2.5 m时超出规范限值。研究成果可为西部山区铁路桥梁全寿命周期的设计和安全运维提供参考。
2024年10期 v.68;No.755 112-118+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K] [下载次数：354 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ]
- 贺思悦;
地应力水平是隧道挤压型软岩大变形主导因素之一,深部地应力与岩体力学特性对隧道设计具有较强参考价值。以西成铁路甘青隧道地应力测试与岩体力学试验为基础,深入分析测试数据,采用数值模拟方法进行不同地应力水平的计算,对比现场实测数据,结果发现,测区地应力以水平地应力为主导,三向地应力关系为S_H>S_h>S_V,具有较强的水平构造作用,地应力比值在1.5～4.5之间,随着埋深增加逐渐减小;岩体荷载-变形(P-W)曲线外包络线形态大体上呈现为“下凹形”,以塑性变形为主;仅有少量弹性变形,岩体抗剪断应力-应变(τ-ε)曲线基本呈抛物线形,屈服值不明显,以塑性破坏为主。随着地应力比值增加,隧道水平变形越来越大,竖直变形先减小后增加,二者比值介于0.70～2.45之间,均小于地应力比值,最大变形由拱顶向拱腰转移,围岩主应力差值逐渐增加,挤压形变压力越来越大。在此基础上,针对甘青隧道进口的水平挤压大变形特征,提出增大拱架刚度、加强锁脚、加强拱架纵向连接、增大隧道预留变形量等支护优化措施,现场实测表明,这些措施有效控制了隧道变形。
2024年10期 v.68;No.755 119-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2306K] [下载次数：506 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 张素敏;
富水山岭地区隧道衬砌结构设计中,采用限制排水方式由于可以兼顾隧道本身结构安全和周围环境的保护而逐渐被认同,目前多采用设置防水板和盲沟排水体系的复合式衬砌结构,对其二衬水压力,目前尚缺乏类似围岩压力的简单实用的方法。视二衬和防水板为堵水层,围岩-注浆圈-喷混凝土-盲沟为排水路径,基于整体式衬砌的渗流理论,推导出排水路径上总水头降与限排流量成正比,分析得出二衬和防水板外水压力为总水头与总水头降之差,可以省去根据盲沟排水系统流量换算二衬假想渗透系数的步骤,提出一种简易可行的复合式衬砌隧道二衬水压力的解析计算方法,可在设计阶段基于隧道允许排水量或二衬水压力直接进行二衬结构计算和围岩加固设计,实现对地下水的主动控制,确保衬砌结构安全。
2024年10期 v.68;No.755 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1256K] [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 赵旭;宗淼;黄景琦;杜修力;赵密;崔臻;张茂础;
探究隧道围岩-衬砌接触面在不同法向应力及不同粗糙度条件下的剪切特性规律,对进一步研究隧道围岩与衬砌间的相互作用及岩体稳定性具有重要的理论和工程意义。为考虑粗糙度条件,利用分形理论,通过改变分形公式中的分形维数D及分形粗糙度G生成5种不同接触面,基于二维颗粒流程序(PFC~(2D)),建立接触面数值剪切模型,尺寸为150 mm×150 mm。开展同一接触面在不同法向应力下,数值模拟剪切试验及不同接触面在同一法向应力下的数值模拟试验;将数值剪切试验与室内剪切试验获得的剪切应力-剪切位移曲线进行对比,验证数值剪切模拟的可靠性。研究结果表明:(1)数值模型剪切破坏产生的裂隙主要集中于中间接触面处,破坏后的应力主要集中于接触面粗糙度最大处,破坏裂纹可分为剪切裂纹和张拉裂纹,其中张拉裂纹占主要优势;(2)剪切应力-剪切位移过程曲线存在爬坡、啃断、滑移三大阶段,具有明显的峰值强度和残余强度,法向位移随着剪切位移的增加而增大,产生剪胀效应;(3)随着法向应力增加,剪切和张拉裂纹数量增加,破坏现象越明显,峰值强度和残余强度增大,剪胀效应减小;(4)随着粗糙起伏度增大,即分形维数D的增大或者分形粗糙度G的减小,破坏裂纹数量增加,其中张拉裂纹增加较明显,峰值强度和残余强度增大,剪胀效应增大。
2024年10期 v.68;No.755 135-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2474K] [下载次数：418 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 谢壁婷;肖明清;徐晨;田青峰;王克金;
锚杆在隧道施工中应用广泛,对于提高围岩自承能力,减小结构受力效果显著,中空注浆锚杆经过注浆后可以大幅提高其支护效应,注浆质量直接影响中空锚杆的承载能力。基于一种新型中空注浆锚杆止浆塞,通过数值模拟对其构造形式和结构尺寸进行优化设计研究,并通过室内模型试验和现场试验对研发的新型止浆塞的排气稳压效果进行检验。结论如下:止浆塞最优尺寸为内塞排气槽上端宽8.0 mm,深1.5 mm,下端宽11.3 mm,深1.0 mm;闭气坎高度为3 mm;外塞孔口端直径为51 mm,远离孔口端直径为50 mm。止浆塞对不同锚杆孔孔径具有普适性,当止浆塞与锚杆孔相差0～4 mm时,均能满足其稳压止浆性能要求。试验结果表明,新型止浆塞稳压压力在0.7～1.2 MPa之间,锚杆孔内浆液充盈,浆液密实,止浆效果明显。
2024年10期 v.68;No.755 143-149+168页 [查看摘要][在线阅读][下载 2336K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 赵兴;许佳磊;张志强;
土压平衡盾构穿越上软下硬复合地层时存在刀盘“结泥饼”、排渣不畅和刀具磨损等难题。针对以上问题,以粉质黏土-全风化花岗岩复合地层为研究对象,基于渣土改良剂的地层适应性和性能测试开展不同地层渣土改良室内试验。研究泡沫剂和膨润土泥浆等渣土改良剂及其改良方法对上软下硬地层的改良效果,以获得土压平衡盾构在复合地层中的渣土改良方案及改良剂合理添加比。结果表明:(1)采用浓度为3%的泡沫剂溶液和配合比1∶8的膨润土泥浆进行联合改良可获得良好效果;(2)粉质黏土地层采用泡沫剂进行改良,渣土坍落度随泡沫添加比增加而增大,抗剪强度、黏聚力、内摩擦角和渗透系数随之减小,改良剂合理添加比为19.7%～22.8%;(3)全风化花岗岩地层采用泡沫剂和膨润土泥浆进行联合改良,可有效改善渣土流塑性和抗渗性,当采用全泡沫改良时,合理添加比为22.2%～28.7%,当采用泡沫与膨润土泥浆联合改良时,合理添加比为24.3%～31.5%。现场应用及施工效果反馈表明,采用以上改良方案可有效改善渣土流塑性,盾构推力、刀盘扭矩以及刀具磨损均有显著改善。
2024年10期 v.68;No.755 150-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2434K] [下载次数：314 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 李琛;江玉生;邵小康;刘泉维;杨志勇;
盾构“气压辅助”掘进模式相较于传统的“土压平衡”掘进模式,其开挖面平衡机理更为复杂,地表变形和掘进参数特点与常规满舱土压平衡掘进模式存在明显差异。为对盾构气压辅助掘进模式下的开挖面稳定性进行定量化评估,并确定合理的气压设定值,利用极限平衡法考虑滑裂面空间曲面特点,提出适用于气压辅助掘进模式的开挖面整体稳定性评价方法。在Krabbe公式的基础上,考虑地层的成层性和地下水影响,对气体损失量计算公式进行改进。此外,结合相同地层条件下盾构不同掘进模式的对比掘进试验,对开挖面的整体稳定性、气压损失、地表沉降和掘进参数进行对比分析。研究结果表明:根据提出的整体稳定性评价方法和气体损失量计算方法对本工程试验段进行分析,地层满足气压辅助掘进的整体稳定性,选配的空压机具备该地层气压稳定的功率,气压设定值满足工程安全性要求;气压辅助掘进模式相较于满舱土压平衡模式总推力和刀盘扭矩分别下降35%和44%,而推进速度提升173%,能量消耗减小66%;气压辅助掘进模式引起的地层损失率较高,地表沉降相对较大。
2024年10期 v.68;No.755 159-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1932K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 王海峰;崔小普;李鹏飞;魏英杰;吕治鹏;
合理的支护力对于砂卵石土隧道开挖面的稳定性至关重要。借助已有对数螺旋曲线破坏模式,将塌落拱模型与极限分析法结合,建立砂卵石隧道开挖面破坏模型,并提出适用于砂卵石隧道的开挖面极限支护力计算方法。然后,将本文理论解析与数值模拟、已有理论进行对比,获得不同内摩擦角和黏聚力下的破坏区域。最后,利用理论解析与数值模拟方法对北京某盾构隧道进行开挖面稳定性分析。结果显示,本文解析解与已有研究获得的极限支护力吻合较好,计算便捷,精度较高。极限支护力随着内摩擦角的增大呈非线性减小,且在摩擦角较小时,极限支护力对内摩擦角变化更为敏感。极限支护力随着黏聚力的增大呈近似线性减小。当埋深比较小时,其对极限支护力有着较为明显的影响。当C/D>1.0时,隧道埋深的增加对极限支护力的大小没有明显影响,摩擦角对破坏区域有非常明显的影响。随着内摩擦角的增大,破坏区域显著减小。黏聚力对破坏区域的影响非常小,即不同黏聚力下耗能面的大小几乎不变。针对北京某盾构隧道计算可以发现,基于极限分析法提出的破坏模式优化塌陷范围及形状后,使得破坏模式更加合理,同时破坏范围更大,取得了很好的工程应用效果。
2024年10期 v.68;No.755 169-175+183页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K] [下载次数：285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 王宇;李华;李赛飞;牛家祺;吴昊;
为探究在列控数据验证领域中存在的工作量大、可视化效果差以及动态验证支持弱等问题的解决方案,提出基于BIM可视化的列控工程数据动态验证方法。该方法首先采用基于数据模型驱动的场景构建方法,在Unity平台实现3D站场的自动集成,生成接近真实的铁路站场;然后,基于铁路相关规范,采用连续碰撞检测技术实现列车运行的动态可视化仿真;最后,基于3D站场和列车仿真运行,完成对列控工程数据的动态验证。对于3D站场集成部分,该方案能够自动且迅速调用铁路基础设备模型,准确完成站场的3D构建,构建的设备包括线路轨道、道岔、信号机等。在列车3D模拟运行中,能够自动完成轨道区段占用检测及相应的信号机点灯、行车许可计算与执行、车地通信读取应答器数据等功能,并且能够根据行车许可,执行超速防护,控制列车在3D场景中仿真运行,模拟出铁路联调联试的场景。在模拟列车运行过程中,若出现失常,则判断该数据设计存在风险,验证结束并给出警告。代入黔常线咸丰站站场及相关区间数据进行实验,结果显示:(1)1LQG长度不符合规定,无法满足列车出站时80 km/h的初速度,建议1LQG长度由305 m增加至满足所有型号列车运行要求的525 m;(2)分相区与邻近信号机距离350 m无法满足CRH-200型列车正常运行通过分相区,数据存在问题,建议修正为524 m以上。该研究成果可为BIM方法在列控工程数据验证中的应用提供参考。
2024年10期 v.68;No.755 184-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1791K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 边浩毅;付国平;董家希;蔡煊;
基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发,并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能,采用北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)构建车载组合定位方案。针对BDS/IMU组合在隧道运行环境中,卫星信号受限导致定位失效情况下IMU单独导航定位误差累积发散问题,提出一种灰色组合预测模型辅助的列车定位精度保持方法;基于BDS失效前组合系统定位信息建立算法模型,当列车处于卫星信号受限环境中时,利用灰色组合模型预测的列车定位数据序列持续校正IMU累积误差,从而保障列车运行全过程中定位输出的可用性。在实验室环境下搭建的仿真平台上对所提出方法进行验证,结果表明,BDS/IMU组合在正常工作情况下能保持较高的定位精度,东向/北向位置误差均小于2 m,东向/北向速度误差均小于0.2 m/s;在BDS定位失效环境下通过灰色组合模型预测数据修正IMU累积误差,相对于IMU单独导航,东向/北向位置误差均降低85%以上,东向/北向速度误差均降低80%以上,定位精度能够满足列车运行控制系统对列车定位的指标要求。
2024年10期 v.68;No.755 193-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]