高速公路采空区路基沉降数值分析

在煤矿资源丰富的地方,如萍乡安源煤矿经过长期大量的开采,在煤矿区域形成了大量的采空区,修筑的公路不得不穿越采空区或建在采空区的四周,为保证采空区公路的正常运营,以萍乡市中环东路为背景,考虑路面荷载、采空区位置和填土区域等影响因素,通过ABAQUS数值模拟分析采空区对上方路基沉降的影响。结果表明:随着荷载的不断增大,路基沉降量在不断增大,且增大的斜率也在不断上升;改变采空区与路基之间的相对位置关系,路基表面的最大沉降与采空区中心位置的最大沉降会随之改变;在回填土加入土工格室后,可有效减小路基沉降,且增大土工格室的模量可适当增强加筋效果;回填土的材料参数对沉降的影响较为明显,可在一定程度上减小路基沉降。

高速公路下伏采空区路基沉降现场监测与分析

以萍乡中环东路为背景,通过阵列位移计自动监测与自行研制的小型北斗信号接收机相结合,对采空区路段路基沉降变形进行实时监测,并与非采空区路基沉降进行对比分析。结果表明:采空区对路基沉降变形有一定影响,通过现场埋设混凝土板的方法可有效控制下伏采空区路基沉降;C2、C3断面沉降量增长稳定,与时间线性关系显著;C1断面沉降量受交通荷载影响较大,整体沉降量较大,且路面沿横断面向路线中心倾斜,需对C1断面路线中心处进行加固处理。

双线盾构隧道开挖引起既有铁路路基沉降及盾构掘进参数研究:工程案例

为揭示盾构掘进参数对既有铁路路基沉降的影响规律,本文依托北京地铁16号线丰益桥南站至丰台站双线盾构隧道下穿既有铁路线路工程进行案例分析。将盾构掘进过程分为盾构穿越前、盾构穿越中和盾构穿越后三个阶段。实测数据表明,路基沉降在盾构穿越前逐渐增大,在盾构穿越过程中急剧增大,在盾构穿越后趋于稳定。将盾构管片及时封闭成环,施作补偿注浆、二次注浆,有利于控制路基沉降。此外,盾构掘进参数对控制路基沉降具有至关重要的作用。研究结果表明:盾构掘进速度越快引起的路基沉降越大,继而引起较大的土仓压力,并伴随刀盘扭矩和盾构总推力的骤减;由于盾构过程中出土量易于控制,因此其对路基沉降影响不大;然而,如果同步注浆量控制不当,将导致既有路基向上隆起。本研究为盾构开挖下穿多条既有铁路线路引起的路基变形控制以及盾构掘进参数设置提供参考和指导。

基于多源检测数据融合的高速铁路路基沉降诊断研究

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪检测数据、台账信息等多源数据,研究不均匀沉降区段的轨道不平顺波长、幅值特征,建立轨道不平顺特征、列车运行速度和列车加速度之间的关联;同时,充分发挥不同数据源的优势,提取波长因子、幅值因子、车体动力响应因子、竖曲线因子、劣化率因子等能够反映路基不均匀沉降特征的指标。利用多源异构数据融合方法,统一各指标当量值,确定各指标融合权重,最终构建高速铁路路基沉降综合评价指标,建立相应计算公式。研究结果表明,路基不均匀沉降会引起较大幅值的轨道几何长波不平顺,进而导致车体加速度超限,并可以通过车载式晃车仪检测;同一区段轨道长波不平顺呈现趋势劣化时能侧面反映沉降的发生,但竖曲线是预先设计的坡度,对路基沉降诊断有一定干扰。路基沉降综合评价指标可以采用百分制,根据现场实践经验,以超过60分作为沉降发生的评判标准。通过3条高速铁路的实际验证,表明本方法能够有效发现路基沉降区段,及时提示工务部门精准维修。

靖黎高速土石混填体力学特性试验及路基沉降可靠性分析

土石混填体的力学特性与含水率、含石量密切相关,分析参数变异性对土石混填路基沉降可靠性的影响具有重要理论意义。文中通过土石混填体三轴试验,获得相应条件下土石混填体的应力-应变曲线,建立抗剪强度指标、变形模量和初始切线模量与含石量、含水率的拟合关系;基于分层总和法和二次响应面法研究土石混填路基沉降可靠性计算方法,并通过工程实例验证计算方法及参数取值的合理性;最后分析含水率、含石量变异性和参数分布类型对土石混填路基沉降可靠性的影响。结果表明,土石混填体的应力-应变曲线存在较明显的峰值点;其他条件相同时,土石混填体的抗剪强度随含水率增加先增大后减小,随含石量增加而增大;路基沉降失效概率随含水率变异系数增加而增大,随含石量变异系数增加而减小;变异系数相同时,参数呈正态分布时路基沉降失效概率最大,呈对数正态分布时次之,呈指数分布时最小;控制含水率、增大含石量P 5可提高土石混填路基的沉降可靠性。

路基沉降对无砟轨道力学性能及运行舒适性影响研究

路基沉降对无砟轨道结构耐久性、线路平顺性、行车舒适性及安全性不利。为研究路基沉降对轨道及行车的影响,基于有限元及车辆-轨道耦合动力学理论建立路基沉降作用下静动力学模型,分析路基沉降对无砟轨道力学性能及列车运行舒适性的影响。基于计算结果,路基沉降敏感波长范围为5~25 m;通过非线性最小二乘法拟合得出车体垂向加速度与波长、幅值的关系公式,进而推导出路基沉降幅值限值计算公式,建议对沉降幅值15 mm以上的路基结构采取处理措施并加强观测,同时应避免产生幅值20 mm以上的沉降。研究结果表明,轨道结构变形、应力、弯矩均随沉降波长、幅值增大而增加;随波长增加车体垂向加速度先增大后减小,随幅值增大近似线性增大。

高填方路基沉降病害的影响因素分析

依托某高速公路项目高填方路基施工案例,通过模型模拟分析不同因素对高填方路基沉降的影响,探究相关因素作用下路基沉降的变化特点,以探究其规律。利用ANSYS软件构建模型模拟分析边坡高度、压实度、填筑高度、填料性质等因素与路基沉降变形之间的关系,并经现场试验检测对具体结果进行验证,判断模型模拟结果的准确性。最终ANSYS软件模型模拟结果显示:路基沉降变形与路基压实度呈负相关性,与路基填方高度呈正相关性,且两种变化均为线性;路基沉降随填料容量增加而减小,随路基坡度变缓而减小。现场监测结果显示:实测值与模拟值的测量误差为5.95%,实测值与计算值间较为接近,验证了模拟结果准确度高,可用于高填方路基沉降变形分析。

高速公路路基沉降处理技术研究

为解决高速公路路基沉降问题,结合某高速公路路段实际情况进行分析,在明确路基注浆加固处理技术优势的基础上,进一步对路基沉降加固处理施工技术进行研究,提出各施工工序对应的施工工艺方法和施工要点,并给出质量与安全保证措施,实践经验验证了该路段所使用路基沉降处理技术的合理性与可行性,以期为相关人员提供参考。

最优权组合预测法在路基沉降变形预测中的应用

文章以成熟的等间隔GM(1,1)灰色模型与BP神经网络模型为预测单模型,通过最优权算法分别计算出每个单模型的权重,构建组合预测模型。以某在建铁路工程路基沉降实测数据为例,分别建立了组合预测模型与两种单模型的预测结果比对。结果表明,在预测初期或末期,组合模型的预测精度各项指标均高于非等间隔灰色模型与BP神经网络模型,证明了最优权组合预测方法在路基沉降预测中的可行性与适用性。

公路路基沉降及施工控制技术

本文将着重讨论公路路基沉降及施工控制技术。首先,介绍了公路路基沉降会造成的危害,然后分析了产生沉降问题的因素,包括土质问题、地下水问题、施工问题、自然灾害、气候因素及行车因素等。随后,对路基沉降的控制措施进行研究,给出设计方面的控制措施、施工控制措施、监测控制措施等,最后对路基沉降及控制技术的发展前景加以论述,希望通过本次的分析,可以为路基沉降的处理提供参考价值。

高速公路路基沉降及施工控制技术

高速公路有着较长的路线,跨越的地区较多,很多区域存在不良地质,这导致路基施工难度大大增加,如果没有充分做好基础处理,很容易在运营阶段发生不均匀沉降问题,威胁高速公路的安全通车。为了有效控制路基沉降问题,提高路基施工基础水平,本文首先分析高速公路路基沉降产生的原因,然后重点围绕如何做好路基沉降防控和施工技术要点的控制进行深入地探讨。

高速公路路基沉降及施工控制技术

在高速公路工程的大规模建设中,施工质量控制的重要性愈发显著,为了提高高速公路工程的利用效率,科学延长工程的可使用寿命,就需高质量的开展路基施工作业,在保证路基稳固性的同时,减少路基沉降问题,以免因沉降幅度过大而产生高速公路的质量缺陷及安全隐患。因此,需加强对施工控制技术的应用,提升路基施工的质量效果,控制及规避沉降问题,推动高速公路安全可靠运营。本文先分析了路基沉降的原因,对施工控制技术展开了深入研究与讨论,为高速公路的建设及管理提供技术支持。

基于EMD-ANN耦合模型的路基沉降预测方法研究

本研究基于经验模态分解(EMD)与人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)的耦合算法,致力于路基沉降预测方法的深入研究。在道路工程中,路基沉降是一个关键问题,直接影响着道路的安全性和可持续性。为了提高沉降预测的准确性和可靠性,本研究应用EMD将复杂的路基沉降时程信号分解成多个本征模态函数,有效提取信号的局部特征。通过分析各个本征模态函数的特征,确定最具代表性的模态函数为序列趋势项,运用ANN模型对各本征模态函数进行训练,以捕捉各个模态函数之间的非线性关系。通过模型的训练和优化,得到高度适应路基沉降特性的改进ANN预测模型。将经过训练的ANN模型用于对广州某路基沉降进行预测,实验结果表明,采用改进ANN算法的路基沉降预测方法在准确性取得了显著的提升。与传统方法相比,本研究提出的方法能够更好地适应路基沉降信号的复杂变化,并具有更强的泛化能力。因此,该研究为道路工程领域提供了一种先进而可行的沉降预测方法,为提高路基设计的可持续性和安全性提供了有力支持。

全风化千枚岩复合改良土试验研究及路基沉降数值分析

为了充分利用江西北部地区广泛分布的千枚岩土和红黏土,设计红黏土掺和比(λ)分别为0,20%,40%,60%和100%,水泥掺量(ζ)分别为0,3%和5%的组合改良方案,开展水泥、红黏土复合改良千枚岩土的固结试验与直剪试验研究,并基于试验数据建立数值模型,分析压实路基的工后沉降。固结试验表明:复合改良土的压缩模量(Es)随λ的增大近似线性增大,ζ从0增长至3%时Es增长迅速,而ζ从3%增长至5%时Es增长幅度较小;当λ=40%时,水泥掺量范围为0~3%和3%~5%时,Es相对水泥掺量为0时分别增长了116.6%和4.6%,因此水泥建议掺量为3%。直剪试验表明:黏聚力(c)随着λ的增大而大幅增大,内摩擦角(φ)随着λ的增大呈现出先增大后减小的规律;水泥掺量增加对抗剪强度指标均有提高作用,但提高幅度远远小于红黏土的作用。水泥与红黏土改良千枚岩土对比表明:水泥对千枚岩土的Es增长效果优于红黏土,红黏土对千枚岩土抗剪强度指标的提高效果优于水泥。有限元分析表明:路基沉降量随λ的增大而减小,变化规律可以用二次函数表示;路基沉降在水泥掺量0~3%范围内降低显著,在水泥掺量3%~5%范围内降低幅度较小;当λ=60%时,水泥掺量范围为0~3%和3%~5%时,路基沉降量相对水泥掺量为0时分别降低了108.2%和4.8%。根据高速铁路设计规范的沉降控制要求,建议改良方案为红黏土掺和比40%~60%,水泥掺量为3%的组合,此时对应的工后沉降量分别为15.0 mm和13.4 mm。

基于PSO-SVM的无砟轨道路基沉降病害识别

为了探究实时、准确的路基不均匀沉降识别方法,以CRTSⅠ双块式无砟轨道路基沉降病害为研究对象,建立车辆-轨道-路基垂向耦合动力学模型,讨论不同路基沉降状态下的车辆-轨道系统振动规律,选取路基沉降识别敏感特征,并基于粒子群优化支持向量机算法实现对无砟轨道路基沉降病害的有效识别。研究结果表明:钢轨及道床的垂向位移对路基沉降变化较为敏感,随沉降幅值的增大而增大,随沉降波长的增大而减小,而路基沉降对钢轨及道床垂向振动加速度影响较小,利用轨道结构振动响应判断路基沉降状态可行性较低。车体、转向架及轮对垂向振动加速度随着路基沉降幅值增大而增大,其中车体、转向架对路基沉降幅值变化相对敏感,而轮对相对不敏感。随着沉降波长增加,车体与转向架垂向振动加速度先增大后减小,车体对沉降波长的敏感程度远高于转向架,故可将车体垂向振动加速度作为识别敏感特征。车体垂向加速度振动信号对无砟轨道路基沉降波长的识别准确率高于对沉降幅值的识别准确率,其中沉降幅值为20 mm时的识别准确率为84.78%,表明算法在该工况下的识别性能相对较低,但仍能保证一定的准确率,而对于无沉降和不同沉降波长工况,算法识别准确率接近100%。研究成果证明了粒子群优化支持向量机算法可实现对无砟轨道路基沉降的有效识别。

注浆及挡墙护砌技术在铁路高路基沉降治理中的应用

唐包铁路线塔黄旗东站有5段人工填土高路基出现下沉量100~600 mm的病害现象,严重影响行车安全。采取了向沉降路基上部填土及道砟底部注浆、向站区两边缘沉降区段路肩处增设挡墙、护砌的病害治理措施,施工过程中解决了高路基站区的物料二次垂直倒运、高路基站区路基顶部近水平倾斜注浆管植入、注浆管壁环隙封堵、线轨上注浆管植入等施工难题,达到了病害治理的质量标准和工程目标。

基于多元线性回归的高速公路路基沉降量预测研究

公路路基沉降是公路建筑工程中的重要问题,而路基沉降与相关因素也存在着线性、非线性的关系。因此,对基于多元线性回归的高速公路路基沉降量进行预测研究。首先,通过计算公路路基沉降的粒子群数值,对路基粒子群沉降数值进行归一化处理,创建多元线性回归的路基沉降量预测模型,实现多元线性回归的路基沉降量预测四部分的分析;再对多元线性回归高速公路路基沉降量的预测方法进行设计。通过对这种方法进行测试,验证与其相关的科学性、合理性,以此提升高速公路路基沉降量预测的相关精准度。

复杂山区路桥过渡段路基沉降控制加固设计研究

为避免复杂山区条件下路桥过渡段路基出现较大沉降的情况,进行了相应的路基沉降控制加固设计。在明确了路基沉降变形的范围限制并确定了差异沉降的控制指标后,采用路基浅层换填设计对软土路基进行加固,采用增设土工格栅的方法提高路基的侧向约束力,增设排水层结构以满足路基内部的排水需求,铺设路桥衔接处桥头搭板保证过渡结构的一体化。对加固设计的效果进行了数值分析,结果表明:在复杂山区环境下,加固设计的路桥过渡段路基产生的沉降较传统的填土路基小,能够保证路桥过渡段路基的整体稳定。

余弦型路基沉降对纵连板式无砟轨道变形与层间接触性状的影响

基于前期开发的高速铁路基础变形诱发轨道结构变形与层间接触性状演变的通用表征模型,引入余弦型路基沉降描述函数,引入用以刻画轨道-路基间接触非线性的Heaviside函数,推导余弦型路基沉降下纵连板式无砟轨道各层结构的变形方程,利用渐进性接近法求解含接触非线性的超静定方程,进而分析余弦型路基沉降对轨道各层结构变形和层间接触性状演变的影响规律。结果表明:在余弦型路基沉降区域内,轨道随路基沉降发生“跟随性”变形,当路基沉降波长一定时,轨道下沉和上拱均随路基沉降幅值的增加而增大,当沉降幅值一定时,轨道下沉随路基沉降波长的增加而增大,但上拱却减小;轨道-路基间的脱空区域及轨道的受力曲线呈左右对称,轨道整体刚度影响脱空长度和高度;当路基沉降波长为10 m时,随路基沉降幅值的增加,脱空高度和长度增长的同时,还会整体向远离沉降区方向“偏移”;当路基沉降幅值为10 mm时,需要重点关注沉降波长小于20 m的不均匀沉降。

融合人工智能算法的铁路路基沉降预测方法

首先利用三阶多项式拟合、GM(1,1)和BP神经网络等算法构建了铁路路基沉降单预测模型;然后基于误差法和熵值法,以合肥地铁4号线盾构隧道下穿既有铁路的监测数据为基础,融合三阶多项式拟合、GM(1,1)和BP神经网络构建了组合预测模型,实现铁路路基沉降的分阶段预测;最后,利用平均绝对误差、均方误差和平均绝对百分比误差评价模型精度。结果表明:基于误差法和熵值法的组合预测模型能显著提高预测精度,预测相对误差均小于±5%,预测均方根误差均小于±0.1 mm,验证了提出的组合预测模型的有效性。