不同频谱特性地震动对高速铁路桥梁-轨道震后残余变形影响分析

以一座典型高速铁路五跨简支梁桥为例,建立了精细化高速铁路桥梁-轨道系统有限元模型。针对不同类型频谱特性选取了近场脉冲型、近场无脉冲型、远场长周期型和普通型地震动。输入不同频谱特性的地震动,对结构进行非线性时程响应分析,探究不同频谱特性地震动对轨道残余变形的影响规律及变形特点。结果表明:不同类型地震动对轨道残余变形的影响程度不同,轨道结构对近场脉冲型地震动的作用最为敏感;不同类型地震动作用下,轨道横向残余变形规律相似,均表现为全桥中间部分变形最大;每跨桥梁跨中竖向残余变形远大于桥墩(桥台)位置竖向残余变形;梁缝位置为轨道薄弱部分,轨距残余变形在每跨桥梁梁体连接处有明显尖刺状的突变。当PGA>0.2 g时,不同类型地震动作用下的轨道变形均随着PGA的增大而增大;当PGA=0.38 g时,桥梁已经进入塑性状态,地震动类型对于轨道残余变形的影响程度降低。

渝昆高铁高原斜坡过渡带地质选线研究

渝昆高铁通过云贵高原斜坡过渡带,由于受到多期次构造运动的影响,在强烈的地质构造作用下,地质条件复杂,具有“三极两强”的特征(即高地壳应力、高烈度地震、地形起伏极为剧烈、地质灾害极为发育、水文地质条件极为复杂),严重地制约了铁路选线工作。通过对区内制约铁路选线的主要工程地质问题进行分析,针对渝昆高铁高原斜坡过渡带的特点开展地质选线研究,对区域内拟建的攀昭毕、六威昭等铁路具有一定的借鉴意义。渝昆高铁高原斜坡段位于云贵高原东北边缘峡谷区,由四川盆地边缘爬升至云贵高原。地质条件复杂,具有“三极两强”的特征,控制铁路方案的主要工程地质问题为重力不良地质灾害、活动断裂及高烈度地震、岩溶及岩溶水、有害气体及采空区。在充分汲取西南铁路地质选线经验的基础上,选取了地质条件相对较好的筠连盐津(黄草)方案(CK)。推荐方案绕避了活动断裂及重力不良地质灾害集中发育地段,绕避了大型采空区,工程工期风险、运营安全风险相对较低。

超深孔压静力触探在工程勘察的应用

研究目的:依托孟加拉国帕德玛公铁两用大桥工程勘察项目,引进国外先进静探设备,探寻进行深孔静力触探的途径,实现我国静力触探测试技术的突破。在实际工程中通过技术改进不断完善与发展深孔静力触探技术,以提高工程勘察效率、质量,节约成本、创造效益。研究结论:(1)运用多重套管工法能克服探杆侧壁摩擦力过大和静探测试无法穿越砾石、卵石夹层的难题,使陆地静力触探测试深度突破100 m;(2)与地质钻探进行比较,深孔静力触探技术在数据可靠性、时效性和经济性方面具有明显优势;(3)通过技术对比得出,深孔静探测试与标准贯入测试有较好的深度拟合性;(4)在软土、砂土地区的工程勘察中,该技术日趋完善,测试效果好,值得在类似地质条件地区推广应用;(5)该技术在水上或近海进行地质勘察尚需要进一步研究。

崩塌滑坡灾害对川藏铁路康定—昌都段选线的影响

线路选线是铁路工程设计与建设中一项关系到全局的总体性工作,线路走向是否合理,直接关系到铁路本身的工程投资和运营效果。地质灾害是影响铁路选线最重要的因素。通过滑坡崩塌灾害对线路的影响分析,可最大限度避免线路经过严重地质灾害地段,规避重大工程风险。通过对川藏铁路康定—昌都段沿线崩塌滑坡灾害调查和量测,结合遥感解译成果,主要考虑沿线崩塌、滑坡灾害的影响,给出关键区段、节点的铁路地质选线策略,对比规划线路,提出基于崩塌滑坡灾害影响的建议线路。

兰新高铁穿越大风区线路选线及防风措施设计

研究目的:铁路选线设计及工程措施设计是项目设计的重点和难点,直接关系到项目建设的经济性及可靠性。结合兰新高铁工程实施,通过分析提出穿越百里风区段选线原则及综合比选要点。针对风灾对铁路的危害,开展路基、桥梁、防风明洞等防风科研,提出关于时速200 km铁路有针对性的防风措施设计。研究结论:(1)风灾对既有兰新铁路存在多方面的危害,兰新高铁速度快、车体轻,威胁更大,线路方案研究及防风措施设计十分重要;(2)穿越百里风区段线路走向选择,风灾影响是重要的控制因素,同时要坚持功能选线、地质选线、环保选线、安全选线、经济选线的原则;(3)兰新高铁穿越百里风区段采用沿既有兰新线南侧并行方案满足功能需求的同时,通过易于实施的防风措施既减缓风灾危害,而且可以减少环境影响,节省工程投资;(4)路基防风工程以挡风墙为主要结构形式,其结构形式主要有悬臂式、扶臂式、柱板式等类型,结合风区划分、风速分布及频率特征,在不同的路堤高度和路堑深度分别确定;(5)桥上防风屏均采用钢结构,桥梁采用具有防风作用的槽形梁,可有效解决结构和防风等安全要求;(6)在百里风区风力强劲的核心区段,为加强防风措施,设置部分防风明洞;(7)本文所述的线路选线及防风措施设计可为类似项目设计提供参考依据。

复杂山区铁路选线思路及理念

研究目的:基于多年对我国西北地区复杂山区铁路的选线实践,总结分析复杂山区铁路选线因素特点,研究提出复杂山区铁路选线的思路及理念,以科学合理确定线路走向方案,为国内复杂山区铁路选线提供技术指导,为国家铁路走向海外打下技术基础。研究结论:(1)复杂山区铁路选线因素最突出的五大特点是"城镇经济据点稀疏、地形困难、地质复杂、环境敏感性高、工程安全性强";(2)复杂山区铁路选线应贯彻"规划选线、重点工程选线、环保选线、地质选线、安全选线及全面系统比选"的思路及理念;(3)要充分落实各项主要影响因素对选线的影响程度,并有针对性地提出选线原则和工程处理措施,按照"舍小求大"的原则进行综合比选分析,确定最优方案;(4)要不断跟踪相关专业技术发展动态、铁路勘察地理信息技术、修建技术及设备水平,积极开展科技创新,开阔选线思路和理念;(5)研究提出的复杂山区铁路选线思路及理念,对国内外复杂山区铁路选线设计具有借鉴和指导意义。

大秦铁路桑干河峡谷工程地质选线

大秦铁路桑干河峡谷山高谷深,地处燕山沉降带中,地质构造非常复杂.不良地质发育,并有煤矿采空区,桑干河峡谷段成为大秦铁路能否顺直的关键。本文介绍了在进行可行性研究时大洋河和桑干河两大方案的选择、初测阶段桑干河峡谷多方案比选以及定测阶段局部方案确定过程中的综合工程地质勘察工作,从而保证了大秦铁路桑干河峡谷段施工的顺利和运营安全。

川藏铁路(成都-雅安段)线域滑坡地质灾害时间-空间敏感性分析

将基于主客观加权模型的滑坡地质灾害空间区划方法和基于有效雨量模型的滑坡地质灾害时间区划方法进行组合,建立滑坡地质灾害时间-空间敏感性区划模型。使用该模型对四川省进行区划研究,并耦合川藏铁路(成都-雅安段)线路平面,得到线域滑坡地质灾害时间-空间敏感性等级。研究结果表明:四川省滑坡地质灾害时间-空间敏感性较高区域面积为230 432.6 km^2,占全省面积47.78%,主要分布在南部、中部局部、东南局部和东北局部;川藏铁路(成都-雅安段)线域滑坡地质灾害敏感性较高的线路长度为23.26 km,占比为58.66%,分布在K97+728.00~K120+992.61路段。

中国第一条盐湖铁路——青藏线察尔汗盐湖铁路

本文系统地介绍了我国第一条盐湖铁路的选线方案,盐湖地区的气象、地质水文地质概况。铁一院及有关科研单位通过多年的科学试验研究,解决了在盐湖地区筑路的一些重大技术问题,诸如盐湖发展趋势、盐湖岩盐强度与钾镁液体矿开采对路基稳定性的影响、地表径流对盐湖的影响、地基盐壳可否不铲除等,提出了盐湖路基设计原则与盐溶的处理。1979年铁路建成通车,运营20多年,路基工程状况良好。

岩堆区选线及勘察方法研究

研究目的:结合东北东部铁路通道通化至灌水铁路工程实践,系统分析了岩堆分布特点,工程地质特性和成因,研究铁路通过岩堆分布区域的选线和综合勘察方法。本文提出的关于铁路通过不良地质区域的选线和勘察方法、研究思路,可供相关专业同行参考与借鉴。研究结论:(1)线路穿越分布面较广、对线路走向和投资影响较较大的不良地质区域不能简单绕避,需要在加强地质勘察和线路方案技术经济综合比选后决策,必要时对于复杂、特殊的地质问题应进行专题研究;(2)岩堆属于较为特殊的不良地质现象,需要通过区域地质调绘、综合运用勘察方法,对其分布范围、成因、工程特性系统研究。在上述工作基础上结合线路设计标准和项目功能定位确定总体线路方案,再细化局部方案技术经济比选,最终确定线路方案和工程措施;(3)本文关于铁路通过岩堆区域选线和勘察的一般方法可应用于交通运输基础设施勘察设计领域。

高速铁路在黄土高原沟壑区绕避滑坡方案分析

研究目的:黄土高原沟壑梁峁区黄土梁蜿蜒起伏,冲沟发育,沟谷深切至第三系地层,使上覆黄土层失稳,形成我国黄土地区分布大面积的巨型滑坡密集地区,滑坡危害严重,直接威胁高速铁路的安全。本文以宝兰客专为例,对绕避滑坡群的线路方案进行深入分析,确保施工运营安全。研究结论:(1)纵面绕避滑坡的方案和工程措施应依据大量详实的综合地质勘察和外业调查基础资料,实现大大降低隧道施工和运营风险的目的;(2)类似隧道工程中采用纵面绕避滑坡的方案和措施时,应结合地形、地质情况尽量缩短隧道反坡长度,提高隧道最低点高程,解决好洞内防排水问题;(3)隧道下穿滑坡时,应充分考虑在极端异常气象、气候等自然条件作用下,位于隧道上方部分滑体失稳下滑的可能性,以及因人为因素,特别是在隧道工程实施过程中,因工程措施不当造成的局部失稳变形引起的工程滑坡;(4)本文首次提出在黄土高原沟壑区修建隧道以纵面绕避形式穿越黄土高原巨型滑坡群,对今后该区域类似地形、地质、工程条件下的线路选线和工程设置具有很强的指导意义。

拉日铁路地热地区综合选线研究

研究目的:铁路综合选线设计是项目设计的重点和难点,直接关系到项目建设的可靠性及经济性。本文通过分析拉日铁路地热分布及地热对工程的危害影响,总结提出地热地区选线原则及设计理念,并总结提出地热综合处理措施,对今后地热异常区综合选线和工程建设具有推广应用价值。研究结论:(1)按热害对隧道施工和运营的影响程度,将拉日铁路隧道的地温划分为5级;(2)地热会对隧道工程的施工环境、施工效率、建筑材料选取、结构安全及运营养护维修等方面产生影响;(3)通过对地热工程方案总结分析,宜坚持"先明线、浅埋深、拔高位"的选线原则和理念;(4)线路通过地热地区,首先要在设计中充分考虑地热问题,其次在施工前组织好超前地质预报工作,同时要采取科学合理的工程措施;(5)通过对地热工程的综合研究,提出铁路选线的主要设计原则及设计理念,对于类似工程具有参考价值。

西部山区脆弱环境下铁路工程地质选线设计

通过对西部山区环境的脆弱性及不良地质、特殊岩土等地质特征与生态环境的分析,介绍不同地质条件下铁路选线的原则。阐述该环境下不同地质条件的铁路工程地质选线特点、原则和方法。

宝兰高铁天水北山滑坡群地质选线研究与工程实例

甘肃省天水市地处西秦岭北麓向陇西黄土梁峁过渡的低山丘陵区,区内黄土滑坡分布广、发育密集、危害程度高,尤其是耤河北岸的天水北山滑坡群,严重制约宝兰高速铁路线路方案的选择。平面外绕天水市区及北山滑坡群会使得线路加长和投资增大,而采用隧道内设Ⅴ形纵坡下穿耤河宽谷区及北山黄土滑坡群,既绕避了滑坡群又解决了外绕方案投资大的问题,一举两得。勘察设计中通过分层抽水试验确定了隧道埋深,优化隧道凹坡段最低点的位置及高程;通过滑坡推力检算确定隧道拱顶基岩安全厚度,确保隧道施工及运营安全;同时设计中还采用双层全包防水措施,避免了水土流失造成的地面沉陷。

重庆至昆明高速铁路减灾选线研究

重庆至昆明高速铁路跨四川盆地、云贵高原及高原斜坡过渡段,穿小江活动断裂带,地形地质条件极为复杂,崩塌、滑坡、泥石流、高烈度地震及活动断裂、岩溶及岩溶水、采空区及煤层瓦斯构成了控制线路方案的主要工程地质问题。本文在现场地质勘察及相关地质专题研究工作的基础上,提出了高速铁路大高差上高原面减灾选线、活动断裂带减灾选线、岩溶区减灾选线、崩滑泥区减灾选线、采空区减灾选线、特殊岩土区减灾选线原则。合理确定了高县至昭通、会泽至寻甸等8段线路方案,最大程度降低了小江活动断裂带、岩溶及岩溶水、东川泥石流等对铁路工程的影响。地质选线效果显著,对在类似地质条件下新建高速铁路的减灾选线具有重要参考价值。

包西铁路煤窑(矿)采空区稳定性评价及处理原则

包西铁路大保当至张桥段所经陕北地区地层多为煤系地层,现代煤矿与古煤窑采空区密布,严重影响了线路位置的确定及工程的设置。经过大量的地质综合勘察工作,查明了沿线采空区分布及开挖特点,在借鉴了既有神延铁路所经采空区的稳定性评价原则及采空区处理经验后,结合包西铁路所经采空区的特点,制定了适合包西铁路采空区的稳定性评价原则及分类标准,最终确定了煤窑(矿)采空区不同工程的处理措施。

成渝客运专线主要工程地质问题及地质选线

成都至重庆客运专线跨成都平原、川中平缓低褶带及川东高褶带,区内地形地质条件复杂,本线重大工程地质问题有煤矿采空区、石材采空区、岩溶及岩溶水、浅层天然气等,严重地制约了铁路选线与重大工程设置的可行性。文章在充分总结西南复杂艰险山区铁路地质选线经验的基础上,提出了高速铁路地质选线定线原则。根据这些原则本线共绕避煤矿采空区5座、石材采空区2处,优化线位5段,最大限度降低了岩溶及岩溶水、浅层天然气对铁路工程的影响,地质选线效果显著,可为后续在相似地质环境下新建高速铁路勘察提供借鉴。

安六铁路六枝至茨冲段隧道岩溶地质选线

安六铁路六枝至茨冲段线路以隧道为主,岩溶及岩溶水问题较为突出。为合理确定线路平面位置及走行高程,降低隧道(涌)突水、突泥等地质灾害,开展了区域地质调绘及水文地质专题研究。文章分析了隧址区水文地质条件、岩溶发育特征规律及暗河系统补给、径流、排泄等地质问题,对线路方案进行比选,提出沿长江水系与珠江水系分水岭的最优线路方案,可为同类项目提供参考。

新建武广铁路岩溶发育区地质选线

武广铁路客运专线郴州～红岩段,大面积出露碳酸盐岩,岩溶发育,既有南岭隧道发生了严重的涌水、突泥及不可逆转的环境病害.依据本段线路地质选线的原则:以路基通过为主,辅以低桥跨暗河通道、短隧道穿"孤峰",进行了3个方案的地质选线比选工作,确定了短隧方案为本段线路的推荐方案.

地质选线在格鲁吉亚铁路项目某段的作用

研究目的：格鲁吉亚现代化铁路KM12＋100-KM13＋600段初步设计方案采用隧道穿越Babi村古滑坡中上部，工程建设容易扰动该大型古滑坡，从而造成难以估量的损失。本文主要介绍如何在该地区采用遥感解译、地质调绘、地质勘探等综合地质勘察手段以查明Babi村古滑坡的各地质要素，分析其形成原因，并提出线路绕避建议。研究结论：（1）通过应用综合地质勘察方法，查明了该滑坡为主轴长约520m、宽270m的“倒梨形”滑坡；（2）确定了该滑坡类型属强震作用下形成的岩质切层滑坡；（3）使用“双管单动”钻探技术查明了滑动面的位置及对工程的影响深度；（4）结合勘察资料分析，初步设计方案存在较大的风险，提出向山内稳定基岩通过的线路绕避方案；（5）本研究成果对滑坡区域的勘察和选线工作有一定指导意义。