客运专线膨胀土路堑新型防水基床结构设计研究

目前传统防排水材料在实际应用中还存在一定的不足,膨胀土地区铁路路基基床病害仍十分突出。通过对现有防水措施及膨胀土基床病害机理分析,研发了具有中低弹模、高韧性及强抗渗性的新型防水复合材料。基于“强度、防渗、消能与抗变形”原则,设计了适用于不同地质环境的膨胀土路堑新型防水基床结构,并通过激振试验对新型防水基床结构合理性进行了验证。试验结果表明:与自然状态相比,降雨、地下水上升使得新型防水层底面处动土压力分别增大了13.7%、27.5%,而振动速度分别增大了21.8%、28.2%。在动荷载与服役环境共同作用下,新型防水层具有较好的防渗隔水效果与抗疲劳性能,且使得其铺设厚度内动土压力衰减量增大至约15%。该研究成果可为膨胀土地区铁路路基设计及其病害处治提供借鉴。

重载铁路路基基床结构强度控制设计方法研究

针对重载铁路路基基床结构建立了一套以动强度长期稳定性为准则的强度控制设计方法,该方法的主要设计步骤为:基于荷载分担Gauss函数法确定各轨枕承担的动轮载力;根据层状体系传递矩阵法计算最不利位置处轨枕下方的应力分布;以动强度长期稳定性为控制准则,确定基床厚度及基床表层厚度。进一步,采用建立的强度控制设计方法,对不同轴重下的重载铁路路基基床结构进行设计,结果表明:建议轴重25 t,基床表层厚度0.6 m,基床底层厚度1.9 m,基床厚度2.5 m;建议轴重30 t,基床表层厚度0.6 m或0.7 m,基床底层厚度2.4 m或2.3 m,基床厚度3.0 m。

350km/h高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析

采用车辆轨道路基垂向耦合动力学模型,研究了轨道高低不平顺下有砟轨道路基动力影响系数φi的概率分布特性;根据循环荷载下路基粗粒土典型填料单元模型试验反映出的累积变形状态特征与荷载水平的关系,明确了基床以下填料处于无时间效应变形状态、基床填料处于微弱时间效应变形状态的设计工作状态;以基床结构的动强度、长期动力稳定性、循环变形为设计控制指标,开展了高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析。研究表明:表征路基承受列车动力效应程度的φi沿线路纵向服从对数正态分布;列车荷载作用下,路基各结构层的累积变形状态与填料性质密切相关;基床结构的长期动力稳定性为设计主控因素,据此,提出了适用于350km/h有砟轨道高铁基床双层结构型式的技术标准建议。