基于粒子群算法的复杂山区铁路土方调配与取弃土场选址协同优化

复杂山区铁路线路土方调配及取弃土场选址对铁路项目的成本、工期、安全性、环境影响程度等产生长久深远影响,二者之间存在着复杂关联耦合关系。然而,既有方法忽略了上述联系,难以实现铁路线路土方调配与取弃土场选址协同优化。对于复杂山区铁路线路,构建了融合调配段落划分点、土方调配量、取弃土场的统一自变量集合,考虑了土方调配、取弃土场选址复杂约束,以土方调配成本、取弃土场建设成本及便道建设成本的综合费用为目标函数,集成综合基础信息子系统、土方调配优化子系统与取弃土场选址优化子系统,建立了土方调配与取弃土场选址的协同优化模型。为求解此协同优化模型,提出一种基于粒子群算法的累进求解策略。首先根据线路划分土方调配段落,进入土方调配优化子系统求得土方调配解,借助移动窗口法构建取弃土场备选池,进入取弃土场选址优化子系统求得取弃土场址解;其次,基于粒子群算法通过更新线路土方调配段落划分来累进迭代寻求最优解。以某复杂山区铁路为例,对铁路线路土方调配及取弃土场选址协同优化模型进行案例验证,与人工方案相比,最终机选最优方案可节省13.77%的综合费用。测试结果表明本方法的有效性,可提高铁路土方调配与取弃土场选址求解效率,为设计人员提供参考。

TOD模式少支撑基坑对紧贴地下车站变形影响研究

针对TOD模式基坑紧贴地下车站开挖普遍采用大型砼桁架强支撑方案,提出了3种少支撑基坑支护方案,考虑不同地层条件,研究细分为12个分析模型。采用有限元数值模拟方法,对车站结构、轨道变形和层间位移角进行对比分析。研究结果表明:整体变形控制效果,方案1>方案2>方案3。方案1能适用于两种地层条件,方案2在地层较差时不适用于城际车站,方案3仅基本适用于地层条件较好的地铁车站;方案1挖除反压土台时,造成轨道隆起变形陡增;方案2设置连系梁能一定程度减小水平变形,地层较差时效果更明显;方案3车站结构水平变形虽远超规范控制值,但其层间位移角仍小于弹性位移角限值,车站结构不会发生破坏。

高速铁路基床掺胶粉水泥稳定碎石动力学特性分析

为明确掺胶粉水泥稳定碎石在高铁列车循环荷载作用下的力学变形特征和能量损耗规律,将胶粉以等体积方式部分替换掉原集料中1.7 mm以下的细颗粒,形成胶粉改性水泥稳定碎石材料。通过对300 mm×300 mm圆柱形试样进行105次的循环加载试验,在5 Hz加载频率下研究了不同动应力幅值、胶粉掺量对试样动力学变形及能量耗散的影响规律,给出了基于实际服役水平状态下胶粉改性水泥稳定碎石的累积塑性变形计算模型和阻尼比的演化规律。试验结果表明:从变形角度,C_(5)P_(0.1)R_(30)材料的累积塑性变形最小,表现出较好的抗动力学变形特征;橡胶粉的掺入增加了水泥稳定碎石材料的韧性,降低了应力幅值增加对累积塑性变形增加的敏感性;结合累积塑性变形计算模型,并从参数分析的角度看,C_(5)P_(0.1)R_(30)可作为基床表层结构推荐材料;从阻尼比角度看,胶粉替换水平为30%时,阻尼比数值较大,路基结构受高铁列车动荷载激振后,能量衰减较快,具备一定的减振降噪潜力。因此,基于对胶粉改性水泥稳定碎石动力学特性分析,推荐1.7 mm以下胶粉等体积替换水平为30%,这对于改善高铁路基基床表层材料刚度,构建减震降噪型路基结构具有重要意义。

高压旋喷桩技术在路基处理中的应用

文中以某铁路工程为例,探究了高压旋喷桩技术在工程路基处理中的实际应用,并对成桩质量进行检测。结果表明,旋喷桩的无侧限抗压强度与桩体合格率均符合要求,高压旋喷桩具备操作便捷、成本低、无污染、噪声小等优势,能有效解决路基沉降问题。

砂岩地区地铁暗挖车站非爆机械开挖技术研究

为研究砂岩地区城市地铁暗挖车站非爆机械开挖技术,以重庆地铁暗挖车站为例,通过大小破碎锤组合、水磨钻+劈裂、破碎锤+潜孔钻、悬臂掘进机、破碎锤+双盘岩石锯5种机械开挖组合方法进行现场试验,对比分析施工工效和适应性,总结出不同工况下最高效和经济的非爆机械开挖施工技术。

非饱和粉土路基内水分迁移规律试验研究

动载作用下非饱和粉土路基内部的水分迁移规律,对研究重载铁路在浸水状态下的路基稳定具有重要意义。基于范德堡原理,利用土样的电阻率特性,研制出一套基于GDS动三轴仪的非饱和土样含水率分布规律测试系统。利用该系统开展浸水动三轴试验,并对试验过程中非饱和试样的分层含水率进行连续测试,探究土样的初始压实度、动载的动应力幅值对非饱和土样内部水分迁移的影响规律。结果表明:该测试系统可在动三轴试验过程中对非饱和试样的分层含水率进行实时、无损、连续地测定,测试结果的最大误差为0.7%;非饱和土样在动载作用下随其含水率逐渐增大,土样的初始压实度对电阻率的影响程度减弱,接近饱和含水率时可忽略;土样初始压实度、含水率与土体电阻率具有确定的函数表达式,并具有良好的相关性及唯一性。结合试验结果分析认为:降雨及动荷载共同作用下,路基内水分在某一深度土体积聚,该区域孔隙水压力增大,强度降低,导致翻浆冒泥病害的发生;路基压实度及列车轴重增大,均会抑制路基内水分向下部迁移,有助于路基的稳定,但轴重增加,可能导致路基的失稳,当轴重大于临界动应力时,路基将发生破坏。

蒙华铁路路基全风化软质岩填料碾压工艺试验

研究目的:蒙华重载铁路岳阳至吉安段软质岩填料占全线挖方总量近七成,设计采用全风化软质岩作为基床以下路堤填料。为得到全风化软质岩填料现场填筑时的合理含水率、松铺厚度和压实工艺,通过室内土工试验分析其基本物理力学性质,并开展现场填筑试验研究其作为基床以下路堤填料的碾压施工关键控制参数及工艺。研究结论:(1)全风化软质岩填料的矿物成分中含有高达17. 3%的富铁白云母,液限wL=42. 1%≥40%,塑性指数Ip=14. 0,为高液限粉质黏土,属于D组填料;(2)现场填筑时,控制松铺厚度h≤0. 35m、含水率w∈(wopt-3%,wopt),能达到地基系数K30≥80 MPa/m的设计要求,对应的压实系数K≥0. 95;(3)提出了全风化软质岩填料的合理碾压组合方式,即静压2遍+弱振1遍静压1遍+强振1遍静压1遍+静压2遍;(4)试验得出的结论可指导全风化软质岩在我国铁路路基工程中的应用。

击实频率对粗粒土干密度的影响研究

以哈齐客运专线路基填料和京石客运专线路基填料为研究对象，通过表面振动击实仪和振动台测定了粗颗粒土在不同击实频率时的干密度，分析了粗颗粒土最大干密度随击实频率的变化规律。试验结果表明：表面振动击实仪法的卓越频率区间为45～55 Hz，振动台法卓越频率区间为40～60 Hz；小于卓越频率时，随频率的增加干密度增大，大于卓越频率时，随频率的增加干密度反而减小。研究结果可为合理设计施工现场的振动压实机械提供依据。

绿色施工下的深路堑施工群综合承载度分析

为寻求最优化"绿色施工—资源—环境—施工活动强度"组合系统,基于理想承载状态下的多维效益,以施工群为研究主体,考虑工程施工中排污因子的短板效应,构建施工群承载机制的木桶模型.采用状态空间法原理,取木桶模型的桶底、桶壁、桶中水作状态轴,以承载状况为研究对象,建立施工群承载度的状态空间模型.结合深路堑施工工艺和专家决策意见遴选出31个变量作为承、压指标,基于Canopy平台,运用随机森林(RF)算法和短板因子度量模型进行赋权,确定施工群的综合承载状况.以兰新高铁的深路堑工程为例,构建考虑短板效应的木桶模型,并基于状态空间模型确定施工群的承载状态,结果显示:绿色施工效果与施工群承载状态的优劣成正相关;针对已有成果中雷达图的对比研究证实了所提出的模型与方法的可行性.

南昆线软质岩深路堑高边坡的施工设计

南昆线软质岩深路堑高边坡的施工设计铁道部第二勘测设计院地路处李海光１问题的提出南昆线从沿海平原城市南宁，沿右江跨南盘江向西爬上云贵高原。设计中虽尽量控制边坡高度，但沿山坡拔高，高边坡路堑工点较多。据统计，仅百色一板桃段，大于２０ｍ以上高边坡有１０４处...

基于规划求解的级配碎石配合比设计及性能测试

以取得最优性能或最大经济效益为目标来确定各种材料的最佳配合比方案,建立了级配碎石配合比设计的数学模型,基于Microsoft Excel的规划求解工具和函数,设计出一种能够快速而精确的完成级配碎石最优配合比设计的程序,并对级配碎石的性能进行了对比测试。结果表明:利用此配合比设计程序所设计的级配碎石的级配具有最佳的工程实用性能,工程应用中,可以根据具体情况,通过增减约束条件,对级配碎石的级配进行优化调整。

土石方施工机械联合作业时间控制模型研究

针对土石方施工机械在联合作业过程中 ,型号不同的多台辅助施工机械与主导施工机械在配合施工中 ,完成单次土方作业循环时间参差不齐的情况 ,利用排序法建立了非同型号辅助施工机械完成单次土方作业循环时间控制模型。并用实例进行验算 ,获得了不同型号辅助施工机械与主导施工机械配合施工的最佳序列和循环时间。

成贵铁路路基料源选取原则及调配优化设计

路基填料调配设计是高速铁路路基设计的重要组成部分,路基填料来源及运距的合理确定对高速铁路路基建设成本控制有着显著影响,对确保路基的稳定性及耐久性有着重要意义。文章针对成贵铁路乐山至兴文段填料调配设计,提出了以安全因素、经济指标为优化目标的料源选取原则,并根据料源选取原则以及填料来源分布情况,对成贵铁路乐山至兴文段填料调配设计进行了多方案优化比选,合理地确定了填料调配方案,即以价购砂卵石(或采石场硬质岩)为主,当运距较大、价差较大时,采用就近利用路堑挖方或隧道弃砟改良土进行路基填筑。

电阻率法快速测定三轴土样含水量的试验研究

以朔黄铁路病害路基填土为研究对象,应用范德堡法通过自行研制的含水量测定系统进行了土壤电阻率随土样含水量和盐分含量的变化规律试验,并对此测试系统进行了验证。试验表明:此测试系统具有良好的稳定性与重复性,为施工现场含水量的测定提供了一种更为简单、快速、精确的方法。

深厚软土基坑开挖对邻近桩基的影响及工程对策研究

针对某深基坑工程实例,采用土工有限元软件Plaxis8.5对基坑开挖进行模拟,对比采取不同加固措施对改善既有桩基附加变形及内力的效果,并根据分析结果提出工程对策,实际监测结果表明对策是合理可行的。

松动与定向结合开挖干拢石方

本文介绍了在宝成复线竹园坝至斑竹园段开挖干扰石方的一些实例，着重探讨了一些现场工艺技术准点和相关措施。

基于规划求解的级配碎石最优配合比设计

基于Microsoft Excel的"规划求解"工具和函数,建立了级配碎石最优配合比设计的数学模型,设计了一种能够快速而精确地完成级配碎石最优配合比设计的程序,该程序具有速度快、精度高、操作简单、可扩展性强的特点,只需输入原始数据和约束条件,仅通过一次"规划求解"便可得出最佳配合比。

路堑开挖光面爆破技术的理论研究和探讨

应用断裂力学理论,对新建铁路路堑开挖过程中光面爆破的成缝机理进行了有益的研究和探讨。通过实践,提出了光面爆破参数计算公式。

电化复线铁路石方开挖方案选择

在电化铁路复线并肩条件下的石方开挖中，最关键的技术目标是：既要绝对保证既有线的正常行车与安全，又要满足施工速度要求。为此本文将各种可行的开挖方案作了归纳，并对每种方案的技术要点、适用范围、效果作了介绍，可供在各种不同条件下选择。

电化复线铁路石方开挖方案选择

在电化铁路复线并肩条件下的石方开挖中,最关键的技术目标是:既要绝对保证既有线的正常行车与安全,又要满足施工速度要求,因此,本文试图就此开挖方案作一简介。