- 黄世光;白雪飞;张世杰;于昕左;
堆砌松散的弃渣体是一个潜在的高势能危险源,一旦滑塌事故发生,其产生的强大冲击力和破坏力将对下游的生命财产安全及生态环境构成严重威胁。为有效减少潜在的人身伤害、经济损失和生态环境破坏,精确预测弃渣体滑坡后的滑移距离显得尤为重要。以某山区铁路弃渣场为研究对象,采用能量守恒定律和PFC离散元法,对滑坡体的安全距离进行深入分析。研究结果表明:(1)基于能量守恒理论计算方法得到的安全距离为107.5 m,而基于PFC离散元数值模拟法预测的安全距离为70.08 m,两种计算结果均满足该项目安全需求,即滑坡体不会对挡墙下游120 m处的房屋和道路构成任何影响,且能量守恒理论计算法的预测结果更为保守;(2)降雨对弃渣场滑坡体的稳定系数和滑动距离均有显著影响,能量守恒理论计算法没有考虑降雨的影响,而PFC离散元数值模拟法有所考虑,导致二者计算结果的差异;(3)在评判滑坡体安全距离的工程实践中,建议采用能量守恒理论计算法、PFC离散元数值模拟法等多种方法进行计算并综合分析,以便为弃渣场的选址和安全评估提供可靠的理论依据和技术支撑。
2026年03期 v.70;No.772 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2592K] [下载次数:221 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 周素霞;李洋;张胜龙;王君艳;
铁路扣件弹条的性能直接影响列车运行的平稳性和安全性,为探究并提升弹条的综合性能,以现有WJ-2型扣件Ⅱ型弹条为研究对象,对其进行性能分析和结构优化。首先,对现有WJ-2型扣件系统进行组装扣压力试验和有限元模型仿真,模型在22.5 kN预压力下的扣压力与试验结果误差仅为3.1%;然后,分别采用等外径法和等截面法,按照空心半径梯度递增的方式对弹条进行结构优化;全面考虑静力学、模态频率、疲劳寿命等性能,对各类型新型弹条展开分析,探究多性能角度下的最佳优化方案。研究发现:在相同预压力水平下,等截面型弹条的最大Mises应力相较于原始弹条最大降低20.9%;在前6阶自由和安装模态中,各新型弹条模态频率相较于原始弹条均提高2%~9%,且在危险频率附近,等截面型弹条频率最大提高9.36%,等半径型弹条频率最大提高4.49%;在1.8 mm振动幅值下的疲劳寿命,等外径型弹条最大提高85.4%,等截面型弹条最大提高40.8%。研究表明:等外径型空心半径1 mm弹条和等截面型空心半径2 mm弹条的综合性能相较于原始弹条均得到大幅提升,可有效缓解应力集中、轮轨共振等损伤因素,提高弹条的疲劳寿命。
2026年03期 v.70;No.772 40-47+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1986K] [下载次数:244 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 黄德贵;李建国;朱丹;刘小丫;刘乙甫;蒋关鲁;
随着信息化、智能化和数字化成为中国铁路的战略目标,采用数字技术推动新质生产力是铁路发展的必然要求。传统铁路路基监测方案多以文字描述和图纸呈现,监测可视化水平和相关工作效率受限。为实现在三维数字地球上直观展示监测方案,快速获知传感器真实监测位置等属性信息,使用Civil 3D创建线路并提取路基三维实体模型,通过Dynamo将模型转换成Revit族并处理后导出UDBX文件,在路基BIM模型中量测传感器的三维坐标,利用GIS平台整合路基模型和Revit创建的监测传感器模型,在进行TIN地形挖洞等处理后,生成场景缓存并发布REST服务,在B/S架构下基于Cesium框架进行路基监测模型的三维WebGIS可视化开发。基于上述研究工作,在HTML页面中实现监测方案在三维数字地球上呈现,开发监测模型图层管理、传感器赋色高亮显示、传感器属性信息弹窗动态展示等功能。基于BIM+GIS的铁路路基监测模型创建流程及B/S架构下的模型WebGIS可视化方法,能够贯通从路基监测三维可视化模型建模、服务发布到WebGIS可视化开发的全流程,可为铁路路基实现三维监测可视化提供参考。
2026年03期 v.70;No.772 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K] [下载次数:747 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 王煜轩;刘朝阳;王志丰;刘建华;张昌凡;
钢轨波磨作为重载铁路中普遍出现的钢轨伤损类型,会诱发轨道结构产生病害。为探究钢轨波磨对重载铁路小半径曲线段轨道结构的动态响应,对某重载铁路进行现场动静态测试,分析小半径曲线段钢轨波磨的特征,获取钢轨打磨前后列车以不同速度运行时钢轨、轨枕及道床的动态响应。测试结果表明:所测区段钢轨已产生明显波磨损伤,钢轨打磨前外轨超过规范限值12μm的里程占测量总里程的20.73%,而内轨则占97.32%,接近100%;同时,内轨的粗糙度等级高于外轨,且完全超过限值。对波磨的处理主要通过消除钢轨表面不平顺来改善轮轨间的相互作用,以此减少轮轨冲击。在钢轨打磨后,列车通过该测试段时内、外轨的垂向力平均值分别为111.94 kN与110.75 kN,较打磨前减少7.69%与6.38%。在轨道结构垂向位移方面,钢轨打磨后的钢轨垂向位移较打磨前减少18.52%,轨枕垂向位移减少32.70%。在钢轨打磨后内轨、内轨处轨枕及内轨处道床的垂向加速度平均值分别为打磨前的85.94%、68.4%及66.7%,同时内轨处的道床垂向加速度在打磨前的增长速度远高于外轨,而在钢轨打磨后内轨处道床垂向加速度增长速度明显降低,此外钢轨、轨枕及道床的振动加速度均为曲线内侧大于曲线外侧。
2026年03期 v.70;No.772 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1755K] [下载次数:349 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 李学铭;郭至博;卜建清;邹健;崔文楷;
底座板脱空与自密实混凝土离缝已经成为CRTSⅢ型无砟轨道典型病害,通过有限元法分析底座板不同脱空状态对自密实混凝土的影响,建立高速列车-无砟轨道-路基空间动力学模型,分析脱空和离缝同时发生时轨道系统与车辆系统动力特性变化情况。研究结果表明:在发生底座板板边脱空时,钢轨垂向加速度会超过安全限值,当脱空离缝同时发生时,轨道板垂向加速度会超过安全限值;脱空离缝对轮轨垂向力、脱轨系数、平稳性指标和车体垂向加速度影响不大;脱空离缝发生后列车乘坐舒适度变差;当底座板脱空后轮重减载率超过安全限值,且在发生离缝后轮重减载量达到静轮重,行车存在较大安全隐患,建议在发生底座板脱空后及时采取措施,避免自密实混凝土层离缝的发生。
2026年03期 v.70;No.772 62-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 3122K] [下载次数:320 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 彭慧;陈嵘;刘凯;朱翔宇;李俊锋;刘伊菱;
在温度及列车荷载作用下大跨桥梁变形较大,引起道砟流动性显著增大,导致道床厚度及支承刚度发生变化。采用离散元法建立桥上主跨跨中有砟道床二维模型,对其分别施加5次温度循环荷载和列车荷载,基于宏细观角度初步探索温度循环荷载以及列车荷载作用下道砟流动特性、道床厚度变化规律,并分析道床支承刚度变化情况。结果表明:温度循环荷载作用下道砟整体向上流动,降温时道砟向上流动性较升温时流动性大,枕底道砟流动性较大,道床中部和底部道砟次之,而轨枕两侧道砟流动性规律相反;列车荷载作用下道砟整体向下流动,道床枕底、中部、底部的道砟位移依次减小,其位移平均值分别为-0.033 9,-0.013 2,-0.011 2 mm,而枕侧道砟受挤压向上流动。5次温度循环荷载作用下道床厚度变化平均值分别为0.052 7,0.033 6,0.029 1,0.023 9,0.023 2 mm,道床平均厚度增大,但增幅逐渐减小;5次列车荷载作用下道床厚度变化平均值分别为0.002 0,0.001 7,0.000 3,-0.000 9,-0.000 8 mm,道床厚度呈先增加后减小的趋势。5次温度循环荷载作用下道床支承刚度衰减较大,最大衰减52.71%,最小衰减15.45%;5次列车荷载作用下道床支承刚度变化幅度较大,最大衰减25.24%,最大增加17.22%。
2026年03期 v.70;No.772 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2092K] [下载次数:187 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 王海;雷晓燕;罗信伟;潘鹏;汪翠;
为建立车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学模型,并考察其分析轨道局部不平顺时的适用性,总结车辆-轨道耦合系统动力响应规律,基于有限元法推导出三维车辆单元模型和新型三维轨道单元模型。构建采用“迹线法”求解轮轨接触几何参数和运用“交叉迭代法”分别独立求解车辆子系统和轨道子系统动力学方程的算法。编写仿真计算程序VT_3DCI,通过与车辆-轨道垂向耦合模型计算结果对比,确保本文耦合模型的正确性。运用所建立的模型,分析列车高速通过钢轨低接头不平顺时的车辆和轨道结构动力响应。结果表明:(1)钢轨低接头不平顺对轮重减载率影响明显,1.4 mm低接头不平顺将导致轮轨脱离接触;(2)低接头导致轮轨产生激烈的冲击作用,引发过大的轮轨垂向力,0.6 mm低接头时轮轨力超规范最大允许值1.2倍;(3)车辆一系弹簧与二系弹簧能有效阻滞振动传递,经过低接头不平顺时车轮加速度响应为转向架响应的112倍,车体无明显响应;(4)通过1.8 mm钢轨低接头时钢轨加速度超允许值1.6倍,轨道板加速度在允许范围内。
2026年03期 v.70;No.772 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1896K] [下载次数:270 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
- 赵冬安;柴春阳;陈明浩;
随着川中地区大量高速铁路建设、运营,区内路基上拱、隧道底鼓等与地应力相关的微小变形已成为影响铁路工程建设的新问题,且由于区内构造相对稳定,工程埋深较浅,关于区内现今地应力场的研究较少。本文收集了川中地区55个钻孔共217组水压致裂地应力测试数据,通过统计、回归分析等方法研究区内浅表层地应力场特征,结合工程案例探讨其工程效应。结果表明:在统计深度(374.5 m)范围内,区内水平应力表现出较高的增长梯度,其中最大水平主应力S_H随深度增加的梯度为3.39 MPa/100 m,最小水平主应力S_h随深度增加的梯度为2.36 MPa/100 m,水平剪应力τ随深度增加的梯度为0.53 MPa/100 m;受地形、人类工程活动等因素影响,区内浅部侧压力系数离散,最大主应力方向分布散乱,随深度增加侧压力系数逐渐收敛,稳定收敛值为1.16,最大主应力方向分布也趋于集中,优势方向为N45°W,说明区内沉积盖层仍受到区域构造应力场的影响;区内工程埋深较浅,浅表层地应力量值不大,基本不会发生软岩大变形,但存在软岩蠕变问题。近年来发生的隧道底鼓、路基上拱等微小变形病害原因可归结为地应力因素、岩体因素、其他因素三大类,设计和施工时应高度重视,防止此类微小变形病害的发生。
2026年03期 v.70;No.772 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K] [下载次数:116 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ] - 李恭晨;
为探究危岩落石综合勘察手段和分析评价方法的应用效果,以南方某高速铁路隧道口危岩落石为研究对象,在采用无人机倾斜摄影技术、机载LiDAR技术和人工调查方法等综合勘察手段的基础上,建立三维实景模型、山体阴影模型和调查统计模型,得到危岩落石的分布范围、规模、形态、结构面特征等详细数据;在此基础上,采用半定量方式确定该工点的风险性,并采用赤平投影法和稳定性计算方法,确定危岩是否会失稳破坏以及危岩的破坏模式;接着,采用初步轨迹分析排除了部分非危害性危岩落石;最后,将剩余的危岩落石通过数值模拟方法,对危岩落石的运动轨迹、速度、能量等进行模拟和预测,确定其危害性,提出相应的工程措施和建议。研究显示:三种勘察手段在应用场景方面各有优势,综合勘察能够取长补短,减少危岩落石调查的遗漏;该工点危岩落石崩塌发生概率等级为5,后果等级为4,风险等级为极高风险;危岩W1以倾倒破坏为主,但危岩W2并不会失稳破坏;有两处落石会侵入工点造成危害,其主要以滚动、滑动为主,最大水平落距为82.31 m,最大冲击能为0.39 kJ,最大弹跳高度为0.09 m;建议清除L5、L7两处的危岩落石,保证工程安全。
2026年03期 v.70;No.772 124-132+139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2193K] [下载次数:265 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 郑泽福;马伟斌;郭小雄;董全霄;常子衡;郭玉宝;
为开发兼具优异阻燃性能和良好力学性能的无卤阻燃防水板,降低隧道防水板易燃引起安全问题并防治隧道渗漏水病害,以乙烯-醋酸乙烯共聚物改性聚乙烯(EVA/PE)为基体,采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)接枝改性的焦磷酸哌嗪(PAPP)作为阻燃剂(PAPP-g-VTES),通过熔融共混制备阻燃防水板。系统研究PAPP-g-VTES添加量对复合材料阻燃性能(极限氧指数LOI、垂直燃烧UL-94等级、锥形量热测试THR/TSR、单体燃烧等级)和力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度)的影响。研究结果表明:随着PAPP-g-VTES含量的增加,复合材料的阻燃性能显著提升而力学性能有所降低。当PAPP-g-VTES添加量为25 wt%时,复合材料的综合性能最佳,LOI达到29.5%,较未改性复合材料提升55.3%;UL-94测试达到V-0级;总热释放量和总烟释放量较未改性复合材料分别下降24.3%和65.2%;单体燃烧性能等级为B_1级;同时复合材料仍保持良好的力学性能,拉伸强度为17.5 MPa,断裂伸长率达654%,撕裂强度为92 kN/m。该研究为开发高性能阻燃防水材料提供重要参考。
2026年03期 v.70;No.772 133-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K] [下载次数:144 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 陈令强;周子涵;罗斐;朱博卿;王林枫;周小涵;
在既有隧道下方零距离暗挖给施工带来巨大的风险和挑战,保证隧道的运营安全是设计和施工首要考虑的问题。以广州地铁12号线赤岗站为背景,提出基于支墩立柱法的零距离密贴下穿既有隧道暗挖施工方法,建立数值计算模型对该方法施工全过程进行模拟,探究该方法下既有隧道及关键结构的应力及变形响应规律,并通过现场监测验证,研究在不同影响因素下支墩立柱法的实施效果。结果表明,(1)采用支墩立柱法密贴下穿既有隧道时,既有隧道底板变形在横向与纵向上均呈“U”形,最大沉降约2.5 mm,暗挖通道两侧壁产生对称变形,最大约3.3 mm。(2)暗挖区域短对角线上的隧道底板承受压应力较大,下穿暗挖通道中部及暗挖区域短对角线上的支墩立柱承担荷载较大,可适当增加立柱截面和立柱顶板面积。(3)随着围岩级别降低和覆土深度增加,既有隧道竖向位移呈增加趋势;立柱轴力随围岩级别变化不大,随覆土深度增加而增加;最后开挖中间导洞能够提高隧道变形控制效果,降低立柱轴力;降低立柱混凝土强度对隧道变形控制效果影响不大,且会迅速降低立柱的安全冗余。
2026年03期 v.70;No.772 140-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 3216K] [下载次数:126 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ] - 赖天文;温新昌;丁鸿程;
为研究正交型上跨隧道内外侧衬砌在不同地震波强度下的动力响应特性,开展相似比为1∶100的振动台模型试验,通过加载不同Kobe波(0.1g、0.2g及0.4g),对隧道模型衬砌结构的应变响应进行峰值分析和时程分析。结果表明,(1)地震波强度的提升导致衬砌内层应变分布从“类矩形”向“类三角形”转变,并在拱顶及两侧拱脚出现明显的应变集中。同时,外层应变从“类圆形”逐渐演变为“蝴蝶形”,且拱顶和仰拱的应变反应尤为突出。(2)衬砌内外层各测点在地震荷载下表现出不同的拉压状态,上跨隧道拱顶及左拱脚主要承受拉应变,左拱腰受压,而仰拱、右拱腰及右拱脚的衬砌内外层则表现出拉-压或压-拉状态,揭示右侧衬砌在地震荷载下的不均匀变形倾向和更高的损伤风险。(3)上跨隧道内外层衬砌结构物阻尼效应导致拉-压变化时间存在较大差异性,隧道外层衬砌应变峰值出现时间相对早于隧道内层衬砌。
2026年03期 v.70;No.772 152-158+197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2194K] [下载次数:139 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ] - 邹瑾;赵智涛;钱泓阳;陈建虹;齐子豪;兰钰昌;白志强;
为实现盾构施工过程中“智能化”“精准化”风险管控,探究掘进土压与地表沉降间的相关性问题,建立一种基于局部异常因子算法(LOF)的盾构掘进异常土压分析模型,对盾构掘进的土压监测数据进行深度挖掘。通过训练LOF模型学习正常土压密度数据集,实现对土压异常、密度异常时段的有效识别,并通过分析发现异常密度土压与地表沉降之间具有显著的相关性。以北京地铁22号线政政区间为工程案例,验证了模型的有效性。结果表明:(1)局部异常因子算法通过比较数据点在其局部邻域中的影响程度来检测异常,能够有效地处理具有噪声和异常值的复杂数据集,验证了该算法在盾构掘进土压异常识别应用中的可行性;(2)基于盾构掘进异常土压分析模型,通过对土压数据的预处理、LOF算法案例应用、模型训练、测试和评估等环节的研究,实现准确的土压参数异常检测。以22号线政务中心站至政务中心东站区间施工数据为依托,LOF算法识别出土压异常时间段沉降大于30 mm的对应环1个,10~20 mm的对应环5个,且异常时段的土压力平均值、最值及累计沉降值明显小于训练集数据,证明了该模型的有效性。
2026年03期 v.70;No.772 159-166+189页 [查看摘要][在线阅读][下载 2474K] [下载次数:290 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]