不同因素对青藏铁路环湖段路基内水分变化及冻胀规律影响研究

为探究青海湖水位持续上升这一状况下冻融循环对青藏铁路环湖段路基带来的影响,对路基内不同含盐量、不同压实度以及不同含水率等因素对路基内水分迁移及冻胀规律的影响展开研究。试验结果表明:对于不同含盐量的土样,随着循环次数的增加,土样含水率逐渐降低,冻胀率逐渐增大(含盐量0土样除外),而且含盐量越高土样含水率降低越多,冻胀率增加越大。对于不同压实度的土样,随着循环次数的增加,土样含水率逐渐降低,冻胀率逐渐增大,而且压实度越大的土样含水率降低越少,冻胀率增加越大。对于不同初始含水率的土样,随着循环次数的增加,土样含水率逐渐降低,冻胀率逐渐增大,而且初始含水率越高的土样含水率降低越少,冻胀率增加越大。研究结果可为青海湖水位不断上升造成的青藏铁路环湖段路基含水率及冻胀控制的研究提供参考。

青藏铁路格-拉段沿线景观生态风险时空动态及其驱动机制

科学评估交通基础设施生态环境影响是当前研究的热点。选取景观生态风险指数作为道路生态环境效应评估指标,基于土地利用、遥感、气象、地形和社会经济等数据,评估了1990—2020年青藏铁路格-拉段沿线景观生态风险的时空变化特征,并结合最优参数地理探测器模型分析了景观生态风险的驱动因子。结果表明,青藏铁路格-拉段沿线地区整体景观生态风险较低,并呈现明显的东北部最高、中部较高而西南部最低的空间分布格局,且距铁路中心线越近,景观生态风险越高;青藏铁路格-拉段建设后,景观生态风险呈微弱上升态势,景观生态风险指数由建设前的0.29上升到建设后的0.30;同时,在青藏铁路格-拉段修建和运营期,沿线地区景观生态风险呈现持续增加态势,景观生态风险指数上升速率约为0.40%/a,且有沿铁路呈点和轴状扩散的趋势;景观生态风险的驱动因子主要为植被覆盖度、降水和海拔(q>0.44),其次为气温、经济发展和人口密度(q>0.13),且植被覆盖度与海拔和与温度的交互作用对景观生态风险的解释力最高(q>0.61),但在铁路运营期,经济发展和夜间灯光对景观生态风险的贡献率呈现增加趋势。这表明,青藏铁路格-拉段建设和运营带来的人类活动强度增加,加剧了青藏铁路格-拉段沿线地区的生态风险。研究结果可以深化对陆路交通生态环境影响的认识,为国家制定合理的道路修建策略提供科学依据。

青藏铁路沿线气候特征精细化模拟研究

青藏铁路格拉段(以下简称青藏铁路),特别是从西大滩至安多穿越550 km多年冻土区的路段,沿线有着复杂的地形地貌和冻土环境。近年来随着气候变暖和多年冻土退化,对于建造在多年冻土之上的青藏铁路的维护需求剧增,为了能充分捕捉青藏铁路沿线地区复杂的地形地貌对局地气候变化的影响,以期对青藏铁路的运行维护提供理论支持。本文利用铁路沿线站点观测数据,并以ERA5数据驱动WRF模式进行网格距离为10 km×10 km的动力降尺度模拟。结果显示,青藏铁路沿线的六个站点自1998-2020年普遍呈现增温趋势,增温率最低的站点为0.27℃·(10a)^(-1),最高为0.56℃·(10a)^(-1);WRF模式对表面气温的模拟在年平均气温结果与观测数据略有差异,在夏季和秋季的模拟结果较好,夏季相关系数达到0.95以上,秋季在0.80以上,春季和冬季较差;WRF降水模拟的结果显示,Nudging方法有效改进了青藏高原夏季降水的湿偏差,青藏铁路北段至铁路南段降水逐渐增加,且在铁路中部降水出现极大值。WRF模式在青藏高原的温度和降水模拟上仍存在着一定的冷偏差和湿偏差,寻找新的方法或利用高质量驱动数据来驱动模式将可能对青藏高原地区的降尺度模拟结果有更进一步的改善。

青藏铁路多年冻土应对气候变化的维护措施研究综述

青藏高原气候暖湿化现象的持续,对青藏铁路安全平稳运行提出了更高的要求。在气候环境变化条件下,西大滩盆地与安多盆地之间的多年冻土退化所引发的基础设施变形是青藏铁路面临的最大挑战。青藏铁路建设初期,就从调控对流方式、调控传导方式及调控辐射方式三个角度研究了青藏铁路多年冻土的保护措施。本文介绍了目前针对多年冻土问题所采取的各类维护措施,将不同技术的特点和优势进行综述,并得出结论:未来针对青藏铁路多年冻土的保护措施应结合现有技术的成功经验,发挥新材料和新能源的优势。

青藏铁路格拉木段站台钢结构雨棚锈蚀分析

研究了在冻融、雨水冲刷等因素的综合作用下不同的施工工艺和有无面层对钢结构雨棚涂层防锈蚀能力、附着能力、变形能力的影响,分析了钢结构雨棚涂层的破坏机理,提出了有效的防腐措施,并建立数值分析模型来验证防腐措施的可靠性。结果表明:高压无气喷涂的方式可防止钢结构涂层产生剥落,高压无气喷涂加面层施工工艺与其他施工工艺相比效果更优;钢结构锈蚀的根本原因是钢材发生电化学反应,无机富锌底漆加环氧云铁中间漆加聚氨酯面漆的涂层方法可有效防止钢结构的锈蚀;在涂装前对钢结构表面进行处理,可以提高防腐防锈性能。

青藏铁路多年冻土区不同结构路基长期稳定性分析

在高温、高含冰多年冻土区,气候变暖导致的冻土升温造成了青藏铁路部分路基断面出现明显的沉降变形。为了解气候升温背景下不同结构路基的稳定性变化过程,本研究选取了普通路基、U型块石结构路基和块石护坡路基进行分析。通过分析2006—2018年的地温和变形监测数据,研究这三种类型路基的稳定性以及多年冻土地温和路基变形的关系。研究表明,这三个断面中U型块石结构路基地温稳定性最好,块石护坡路基浅层地温稳定性优于普通路基,但其深层多年冻土的地温稳定性较差。对路基变形监测数据的分析表明,三种路基的变形稳定性从高至低分别为U型块石结构路基、块石护坡路基和普通路基。此外,通过分析含冰量与地温变化数据发现,对于减小路基变形而言,控制浅层多年冻土的升温和融化相比于控制深层地温更有效。

关于青藏铁路德格段视频监控系统更新改造方案的研究

主要阐述了青藏铁路西格段范围内德令哈至格尔木区段(以下简称“德格段”)视频监控系统的现状和存在的问题,并对用户需求进行分析,针对系统存在的问题和用户需求对既有视频系统的更新改造方案进行研究。更新改造方案充分考虑高原地区设备的选型以及系统方案的安全性、可维护性,可为今后高海拔、维护难度较大地区视频工程的建设起到借鉴作用。

青藏铁路精神助力大学生铸牢中华民族共同体意识的价值和路径

“挑战极限、勇创一流”的青藏铁路精神是在青藏铁路建设和运营过程中形成的精神财富,于2021年被正式纳入中国共产党人精神谱系。由于青藏铁路精神和中华民族共同体理念有着同质内涵,因此其在助力大学生铸牢中华民族共同体意识方面具有一定的教育价值和实践意义。

青藏铁路冻土路基沉降的半参数模型分析及预测

青藏冻土地段地质条件的复杂性和传热效果的差异性容易导致铁路路基产生沉降变形等问题,严重威胁机车的行车安全。建立能够准确预测路基沉降问题的模型对于预防灾害的发生至关重要。利用半参数模型对青藏铁路K1425+000~K1425+700冻土区段内15个测点的路基沉降数据进行分析,与较为常用的灰色预测模型GM(1,1)对比,结果表明,所提出的半参数模型预测精度较高,数据拟合的效果更优,可用于路基沉降预测。

青藏铁路多年冻土路基现状及分析

青藏铁路开通运营16年后,多年冻土路基情况整体良好,仅部分路段存在路基沉降变形、排水不良、路基开裂等病害;主要采用土护道、片石护坡、热棒、排水盲沟等综合补强措施,大部分地区整治效果良好。通过分析,多年冻土路基病害产生的根本原因是多年冻土场变化及水热防护不足,而现有补强措施大多遵循主动降温、冷却地基、保护冻土的原则,忽略了水热侵蚀对多年冻土的影响,因此还需增加水热防护措施;对于常见多年冻土路基病害且成因清晰的地段仍可采用现有措施进行补强,而对于病害反复发生地段需重新勘察后再制定整治方案。此外,考虑气温升高对多年冻土的影响,还需开展更高升温条件下现有补强措施的有效性及新型补强措施的研究。

青藏铁路精神融入高校思想政治教育的价值意蕴与实践理路

青藏铁路精神是中国共产党人的精神谱系的重要组成部分,是高校思想政治教育的宝贵教学资源。把青藏铁路精神融入高校思想政治教育全过程,有助于培养大学生不畏艰难的奋斗精神、塑造求真务实的科学态度、砥砺为国奉献的责任担当、激发追梦圆梦的青春热情,高校应主动将青藏铁路精神融入课堂教学主渠道、思想政治教育主阵地、实践育人关键环节和网络思想政治教育平台中,引导大学生努力成长为堪当民族复兴重任的时代新人。

青藏铁路沿线负温填土长期动力力学特性试验研究

为了评价冻土区路基的稳定性,本文对土体长期振动荷载下的动力特性进行研究,通过室内试验和理论分析相结合的手段对青藏铁路沿线填土的动力力学特性(动剪切模量和阻尼比)进行了分析。首先开展了室内固结不排水长期循环三轴试验,分析了不同负温、循环应力比对路基粉质黏土和地基砂土的动剪切模量和阻尼比等动力特性的影响。结果表明,路基粉质黏土的动剪切模量与温度呈现明显的负相关性,且随着循环应力比增大而呈现出较明显的增长趋势,阻尼比随着动剪切模量的增长而减小;地基砂土的动剪切模量和阻尼比受温度的影响与粉质黏土的响应规律呈现相同趋势,在温度为–10℃与循环应力比为0.2的相同条件下动剪切模量增至1.22倍,而阻尼比则减少到0.66倍。值得注意的是,砂土动剪切模量在循环应力比约为1时响应达到峰值,即动应力幅值达到围压时循环应力比增大,阻尼比增大而动剪切模量则呈现减小的趋势。随后在Wichtmann提出的高周循环模型基础上,建立了动剪切模量预测模型,能良好地反映动剪切模量在温度和循环应力比影响下,随振动次数变化的响应规律,通过拟合参数w0反映动剪切模量随循环应力比先增后减的规律,拟合数学关系显示长期振动次数约在13 000次或振动时长8 min以上时,土体的动力响应规律发生了明显变化。最后,基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量和阻尼比的试验结果进行拟合,得到了动剪切模量与阻尼比的函数关系式,从而能大致预测阻尼比随动剪切模量变化的趋势及范围,随着归一化剪切模量的增大阻尼比呈现出减小的趋势。

青藏铁路多年冻土区旱桥桩基沉降病害及其治理启示

青藏铁路1401旱桥位于唐古拉山多年冻土区。青藏铁路正式运营后,1401旱桥桩基连续多年出现沉降现象,严重危害了铁路的安全运营。对2009—2018年间沉降数据的分析表明,经过2009年、2011—2012年以及2017年三期的整治,该旱桥桩基已经趋于稳定。进一步分析发现,1401旱桥桩基沉降的主要原因包括浅层多年冻土夏季升温、青藏铁路沿线气候变暖、深层承压水外泄导致的冻土升温和下限升高。青藏铁路1401旱桥桩基的整治措施表明,冻土区桩基沉降的治理工作是一个复杂长期的过程,必须综合考虑各项整治措施对多年冻土地基的热扰动,建议开展青藏铁路旱桥的监测,增强早期发现、治理桩基病害的能力,提高青藏铁路旱桥路段的运营水平。

青藏铁路既有联锁适配新型列控系统改造方案

新型列控系统未来可能在青藏铁路应用,针对该系统与其他信号安全控制系统的适配性问题,立足于改造需求,提出2种可行的既有联锁系统适配新型列控系统的改造方案,即既有联锁系统利旧并对软硬件进行升级改造或整体升级为列控联锁一体化系统,分别提出适配功能改造的设计思路。通过对2种改造方案对比分析发现,既有联锁系统利旧改造适配新型列控系统的方案更适用于工程应用实施。

青藏铁路环青海湖路段土壤冻融变化特征分析

使用1981—2017年青藏铁路环青海湖路段海晏、刚察、天峻、茶卡气象站点冻土资料,采用统计分析方法和气候倾向率方法,分析总结了环青海湖路段土壤冻结和消融日期、冻结时长、最大冻结深度和冻结深度与气温特征等。结果表明:(1)整个路段土壤冻结入冻时间均推后,土壤消融解冻时间均提前;(2)除刚察外,土壤冻结时长均呈显著减短趋势,1987—1988年冻结时长最大,2015—2016年冻结时长最小;(3)土壤冻结最大深度呈显著减少趋势,青海湖西侧的天峻和茶卡部分年份最大值与最小值相差100 cm以上;(4)土壤冻结深度随负积温的增大而呈显著增加,200 cm以内土壤冻结深度与负积温的多项式拟合效果十分显著,超过200 cm以后,负积温对土壤冻结深度的影响效果逐渐减小。

基于灰色关联分析的青藏铁路对西藏经济影响研究

铁路对地区经济发展影响深远,以西藏自治区2007—2021年的统计数据为基础,应用灰色关联法来计算青藏铁路与西藏各经济部门的灰色关联度值,通过定量分析评估青藏铁路运输水平与西藏经济发展水平的相关关系。结果表明:青藏铁路运输水平与西藏GDP以及旅游业和住宿餐饮业在内的第三产业的发展高度相关,建议应完善西藏交通基础建设,加快内地与西藏交通通道的建设。

青藏铁路视频监控网络安全防护管理平台研发与应用

青藏铁路所处地理位置复杂,各视频监控点分散在不同路段。针对当前视频监控网络存在设备部署零散、容易出现漏洞和安全隐患等问题,提出面向青藏铁路视频监控网络的安全防护方案,开发了相应的可视化视频监控网络安全防护管理平台,并部署于西宁西站。该平台可提供视频监控安全分析平台,通过风险漏洞管理、视频专网非法行为监控阻断、视频设备故障和视频质量检测等功能,实现定制化、智能化的视频监控安全管理,通过融合行为分析、机器学习、设备识别和安全准入等关键技术,促进铁路信息监控系统集成化发展与创新,也为铁路信息资源整合和综合应用开发提供了有利条件。

“中国画火车第一人”王忠良老师火车钢笔画系列作品--青藏铁路拉萨河特大桥

青藏铁路拉萨河特大桥是青藏铁路的标志性工程之一。桥全长929 m,桥面为单线Ⅰ级铁路,设计速度120 km/h。主桥桥墩设计为牦牛腿式变截面双圆柱墩,引桥桥墩设计为雪莲花式变截面圆端形墩,主跨108 m,采用(36+72+108+72+36)m钢管混凝土拱连续梁组合结构。

解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考

围绕青藏铁路冻土工程地质、气候变化对冻土及铁路路基稳定性、生态环境变化与保护问题,分析了青藏铁路工程建设中存在的冻土工程技术问题,提出了青藏铁路建设中应对这些问题的新思路:采取积极保护多年冻土的主动冷却路基的思路和动态设计思路,并给出了青藏铁路建设中下一步应思考和研究的问题。

青藏铁路客货运量与西藏经济发展关系研究

青藏铁路建设对于西藏经济发展起到了积极推动作用,为西藏地区带来了更多的机遇和发展空间。本文在考虑拉林铁路开通和疫情的影响下,选用2006年至2019年西藏地区生产总值、客运量总计、货运量总计作为分析数据集,使用改进加权移动平均模型测算2020—2023年青藏铁路客货运量预测值,进而结合多元线性回归分析客货运量对西藏生产总值的影响。结果显示:青藏铁路客货运量与西藏地区生产总值存在较强的正相关性,且西藏地区生产总值呈现持续上升态势,说明青藏铁路对于西藏经济的发展起到了重要的推动作用,有效地提升了西藏经济水平和人民生活水平。此研究以期为青藏铁路的可持续发展与西藏经济进一步提升提供依据。