防雪栅对铁路路堑风致雪堆积防治效果研究

针对铁路路堑易发生严重积雪灾害的问题,采用风洞试验方法,研究了防雪栅在减轻风致积雪灾害方面效果,为铁路线路防灾工程设计提供参考。在风洞中,首先分别试验了在6.5、7.5、8.5 m/s风速下边坡比为1∶4和1∶1.5的路堑内雪粒堆积演化过程;然后布置防雪栅,在相同试验条件下观测其在减轻路堑积雪灾害方面的效果;最后根据测量数据计算对比有无防雪栅时路堑路面积雪量差异,定量评估防雪栅防治效果。此外,采用数值模拟手段分析防雪栅、路堑周围流场变化情况,进一步解释防雪栅的防雪机理。结果表明:上风侧坡度较缓的半开敞式路堑积雪严重;防雪栅能有效减轻路堑积雪灾害;漂移雪粒首先在背风侧距离防雪栅较远处沉积,随吹风持续积雪范围向两端延伸;防雪栅使来流风速在其背风侧急剧减弱致使漂移雪粒发生沉积,雪粒输运强度减小,从而实现挡雪减灾目的。

路堑过渡段对高速列车气动荷载的影响:基于IDDES方法

当高速列车在横风条件下通过路堑过渡段时,列车的气动荷载将发生显著变化。本文基于改进的延迟分离涡湍流模型建立了列车-路基-风的三维空气动力学耦合模型,重点探讨了路堑深度对列车气动载荷变化和气动性能恶化的影响,揭示了相应的列车周围流场的演化机制。结果表明:当路堑深度为6 m时,头车所受的气动冲击能量最高。在列车完全驶入下一运行场景后,随着路堑深度的增大,来流对列车气动荷载的影响减弱,相应的波动幅度降低。头车气动载荷的突变幅值与风速近似满足线性正相关关系。

风致路堑积雪演化过程试验与模拟研究

路堑是交通线路常见的路基断面形式,因断面构造特征较路堤更容易发生风致雪灾害。为了给实际道路断面形式设计和风吹雪灾害防治提供建议和参考,采用风洞试验与数值模拟方法,研究了4种不同开敞形式的路堑在不同风速下风致雪漂移堆积演化过程,分析了风速和路堑开敞形式对积雪分布和演化过程的影响,并基于路面积雪量和积雪深度评估了不同路堑抵御雪灾害能力。结果表明:当上风侧边坡坡度大于下风侧边坡坡度时,路堑路面积雪量最少,路面的积雪最薄;增大风速和增加持续时间会加剧路面积雪,是影响积雪分布的重要因素;改变路堑边坡对减少路面积雪量作用有限,需设置其他防治措施来减轻道路风致雪灾害。

降雨影响下不同坡度的路堑基床径流与渗流特性的试验与分析

为分析降雨影响下不同坡度的路堑基床特性,设计室内人工模拟降雨试验和工程背景实地试验,研究降雨影响下不同坡度的路堑基床径流与渗流特性,分析测定路堑基床坡面的入渗量、含水率、流速、产流时间、产流强度、平均水深与坡度的变化规律。分析结果显示:不同坡度同一降雨强度条件下,坡度较大,入渗量、含水率、平均水深较小,产流时间较短,水流速度较快、产流强度较大。

高烈度地震区高路堤桩板墙的动力响应研究

研究目的:玉蒙铁路位于云南省境内,地质环境错综复杂并且活跃的新构造运动使得该区域地震多发。对于玉蒙铁路陡坡高路堤工点,设计采用路堤桩板式挡土墙支挡结构加固。为评价路堤桩板结构的抗震性能,研究支挡结构在地震动荷载作用下的稳定、沉降和变形,进行室内振动台模型试验,分析路堤桩板式挡土墙在不同地震加速度作用的动力响应,研究支挡结构的抗震可靠性,并与现行的设计计算方法进行对比分析。研究结论:(1)桩板式挡土墙的水平位移、桩身弯矩、挡土板的土压力随加速度增大而增大;(2)当地震烈度大于等于8度时,试验得到的桩身弯矩和挡土板土压力均较目前规范的拟静力法的计算设计值大,说明地震烈度小于等于7度时,可以按照传统的拟静力法进行设计,而当烈度大于等于8度时,则应该适当增大结构的安全系数;(3)该研究成果已成功应用于广大新双线铁路等高烈度地震区的路堤支挡加固工程中。

桩与土钉或挡土墙联合使用时设计理论探讨

研究目的:路堑预加固桩与桩间土钉墙或挡土墙联合使用时设计计算方法尚不成熟,特别是对其"土拱效应"对桩间土钉墙或挡土墙有何影响未见报道过。传统设计时未能很好考虑这一问题,一般按经验进行设计。本文结合南昆铁路某科研试验工点,对该问题进行了深入的理论探讨,提出了一些较新的观点,供同行参考。研究结论:为了使两桩之间形成"土拱效应",应使桩间支挡物的刚度较小,使其后土体具有形成卸荷土拱的松动条件,此时桩身土压力与挡土墙上并不一致,桩上大、桩间墙上则较小,这种受力模式要求我们不必将桩间的土钉墙或挡土墙做得太强;同时由于土拱的拱矢在跨中最大(一般不超过3m),而靠近桩边时较小,故建议土钉长度跨中的要比两边的长3m左右,边上土钉长度也不宜太长。

路堑边坡折线滑动极限状态设计方法研究

针对工程上常见的由数组软弱结构面控制的边坡进行极限状态分析,基于传递系数法构建功能函数,使用一次二阶矩验算点法求解三组典型边坡可靠指标和分项系数,进而构建折线滑动面边坡的设计表达式,给出分项系数建议值;结合张吉怀铁路芙蓉镇站既有顺层路堑边坡工点,验证了设计表达式和分析方法的可行性。

关于南昆铁路膨胀岩路堑边坡设计原则的探讨

本文在工程试验经验教训的基础上，从膨胀岩的胀缩性、碎裂性、低强度性及路堑边坡支护工程的适应性分析入手，提出了以膨胀岩工程地质分类为基础的膨胀岩地区铁路选线和路堑边坡设计的原则，对边坡结构形式、边坡坡率、坡脚加固工程、坡面防护工程和地表排水措施提出了推荐意见，并在设计、施工中开始加以应用。

高铁有砟轨道软质岩路堑基床换填厚度分析

研究目的:软质岩路堑基床承载能力较低且易受环境影响,多采用优质填料换填处理,合理的换填厚度是保证基床具有良好服役性能的技术关键。因此本文以高速列车荷载引起的基床累积变形处于弱时间效应的缓慢稳定状态为控制目标,分析软质岩风化程度和抗软化能力对有砟轨道路堑基床换填厚度的影响规律,探讨高速铁路软质岩路堑基床结构合理的换填厚度。研究结论:(1)路基面承受的列车动力作用与轨道不平顺程度呈正相关性,服从正态分布模式;(2)软质岩路堑基床换填厚度随软质岩强度降低呈非线性增加趋势,受水影响程度中等的高铁有砟轨道软质岩路堑基床,在微风化下可按硬质岩处理,弱风化时仅需换填表层0.7 m,强或全风化条件则应加深换填至表层以下0.5～1.0 m;(3)建立的软质岩路堑基床换填厚度分析方法,对完善我国高速铁路基床结构设计技术及标准体系具有参考意义。

路堑挡墙稳定性的主要影响因素分析

研究目的:本文通过运用风险管理理论中的单因素敏感性分析法,对路堑地段挡土墙稳定性的影响因素进行敏感性分析,介绍敏感性分析的步骤,找出影响目标函数的主要因素,并根据影响程度将风险因素进行排序。通过分析稳定性对影响因素的敏感程度和影响因素的变化规律,提出设计和施工中对风险事件的预防措施和应对方法。研究结论:(1)内摩擦角和土体重度是影响挡土墙稳定性的关键因素;(2)由于排水不畅会导致这两个因素变化较大,因此挡土墙排水设施的设计和施工非常重要;(3)挡土墙平台的增加和刷方坡率的放缓,能减小土压力,但到一定的程度就不起作用,因此,设计时应合理利用这两种措施;(4)研究成果可应用于铁路、公路路基支挡工程。

多年冻土地区路堑边坡病害及其整治原则

研究目的:针对多年冻土区路堑病害的类型划分、形成原因和主控因素进行分析研究,提出现有路堑边坡典型病害的整治原则,为多年冻土区路堑边坡病害整治提供借鉴。研究结论:热融型边坡失稳是高含冰量多年冻土路堑边坡的一种典型病害,产生的原因是冻结层上水和坡面吸热导致下卧高含冰量冻土融化。治理的原则是在注重热学防护和地表挡排水的同时,加强对上侧坡体冻结层上水的疏导,排泄堑内道路基床积水。岩质边坡喷射混凝土防护层破损是低含冰量多年冻土路堑边坡较为典型的病害形式,也与冻结层上水向坡面的聚集有关。整治原则是加强边坡混凝土层下水分的排泄,拆除可能影响行车的破损混凝土层,换做锚杆框架等不阻挡坡面水分排泄的结构。原则上说,在多年冻土区,封闭坡面的工程措施是不可取的。

正交试验设计的岩质路堑植被边坡稳定参数敏感性分析

渝怀铁路是我国西部大开发中基础设施建设的标志性工程之一。本文通过渝怀铁路鱼嘴车站岩质路堑边坡地质资料的详细分析,选取路堑边坡表层土的黏聚力(C)、内摩擦角(Ф)、表层土重度(γ)、表层土厚度(h)及边坡坡度(α)五个对岩质路堑边坡表层土稳定性有重要意义的指标,基于正交试验设计原理,通过极差分析得出其敏感性顺序依次为C>γ>h>α>。通过趋势图分析得出Fs随C,γ,h变化且变化较大,而随α,Ф的变化则不明显。

路堑开挖爆破中邻近民房风险评价的网格支持向量机模型

应用支持向量机理论并结合路堑开挖爆破特点,提出路堑开挖爆破中临近民房安全性评价的支持向量机回归模型。考虑爆破参数、地质条件和民房结构状况因素,选取最小抵抗线、孔距、排距、炸药单耗和民房的自振周期等16个影响较大的因素作为该模型的输入参数,房屋安全等级系数作为模型输出,利用网格搜索寻优方法对支持向量机模型的参数进行了优化。以19组路堑开挖爆破实测数据作为学习样本进行训练,对另外3组待判样本进行判别,并与多元回归、BP神经网络回归和实测结果进行对比。研究结果表明:建立的支持向量机回归模型对路堑开挖爆破中临近民房安全性评价效果良好,具有较高的预测精度。

路堑爆破边坡质量控制技术的发展与分析

分析了路堑爆破边坡质量控制的几个重要技术要素 ,主要是 :重视不耦合装药结构的作用 ,确保预裂爆破成缝及处理好预裂炮孔与前排药包位置的关系。建议在路基设计规范中 ,进一步强调硬质路堑边坡应采用光面、预裂爆破 ,提高施工单位露天石方施工技术装备水平 ,组织有规模的光面、预裂爆破示范工程 。

高标准铁路路堑边坡设计中常见问题的探讨

研究目的:在进行高标准铁路路堑边坡设计时,需要考虑诸多因素。本文结合作者多年积累的设计经验对该问题进行探讨,提出一些较新的观点,供边坡设计者参考。研究结论:在高标准铁路路堑边坡设计中,不但要考虑其稳定性,同时还要考虑其耐久性、美观性,采用的工程措施只有两者兼顾,才能获得理想效果。设计者应该根据边坡的地质特征,通过稳定性分析,选用合理的加固防护措施,完善排水系统,确保其长期可靠性,同时获得理想的环境美化效果。

锚固(索)桩在顺层石质路堑中的应用

结合渝怀铁路工程,介绍锚固(索)桩加固顺层石质路堑的施工工艺与施工方法,通过现场试验对锚固(索)桩进行了测试,验证了锚固(索)桩加固顺层石质路堑的合理性、有效性。

路堑边坡预应力锚索土钉墙施工技术

结合内昆线凉水井车站不良地质地段路堑边坡采用预应力锚索土钉墙综合加固技术 。

城市明挖隧道基坑桩板墙支护设计

以重庆市渝中区两江桥连接隧道为工程背景,对无法采用锚杆支护的明挖隧道基坑采用桩板墙进行基坑支护。考虑桩土共同作用,利用数值分析方法对桩身弯矩、桩体最大水平位移做了计算。并就影响支护效果和造价的几个关键的支护参数桩长、桩宽、桩高、桩中心间距进行了分析,获得一些实用性结论,能在确保安全的前提下节约工程造价,可为重庆地区同类工程提供参考。

月山站场改造路堑控制爆破工程设计与施工

阐述新月线月山站改扩建工程建设中,既有路堑扩堑大量石方开挖松动爆破开挖的设计与施工。提出几点质量与安全的注意事项,对于类似工程有借鉴作用。

复杂环境下扩堑爆破及安全防护技术

在铁路复线建设和既有线改造中,如何保证既有线的运行和施工安全,是要特别注意的问题。基于铁路梅花山站高边坡扩堑爆破工程,分析了施工中可能出现的事故,制定了合理的爆破方案,采用同排同段孔外等间隔延时起爆网路和有效的安全防护措施,改善了岩石的破碎度,减少了二次破碎工作量,提高了施工进度,在复杂条件下实现了铁路运行和扩堑作业两不误。