高原高铁特长和超长隧道单列车通过时空气阻力变化规律研究

为研究列车通过高原高铁隧道时隧道长度、坡型、坡度、海拔和列车速度对列车平均空气阻力、最大空气阻力以及隧道平均空气阻力因子、最大空气阻力因子4个空气阻力指标的影响规律,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线模拟隧道压力波,将列车空气阻力分解为头尾车端部的压差阻力、车厢摩擦阻力、全列车压差阻力和列车周围空气重力沿列车运行方向的分量阻力(简称空气重力分量阻力),建立反映坡度的单面坡隧道空气阻力计算模型。研究结果表明:1)单列车通过有坡度隧道时,空气阻力变化规律与车外压力波和空气重力分量阻力有关,受到压缩波和膨胀波的作用增大或减小;单列车通过不同隧道长度的单面上坡/下坡、人字坡和平直隧道时,存在基于平均空气阻力的最不利坡型和临界隧道长度。单列车通过长10 km的单面上坡隧道时平均空气阻力最大,为47.05 kN。2)单列车通过单面上坡隧道时,平均空气阻力和最大空气阻力随着坡度和列车速度的增大而增大,随着海拔的升高而减小。3)通过对平均空气阻力与列车速度拟合得出,列车通过单面上坡、下坡隧道时,平均空气阻力分别与列车速度的1.92次方和2.14次方成正比。

青藏高原一次地闪放电过程的分析

利用成像率为1000幅/s的高速摄像系统和快、慢电场变化仪以及宽带干涉仪系统等探测仪器在青藏高原那曲地区所观测的地闪资料，对一次地闪回击及其之前的持续时间较长的云内放电过程进行了分析．结果表明：地闪先导前的云内放电过程发生于雷暴云下部正电荷区和中部负电荷区之间；云中部负电荷区距离地面的高度为2．8—4．5km；闪电的起始放电发生区域距离地面的高度为1．0—1．7km；初始流光在云外发展时具有很大的水平分量和较多的分支；梯级先导的速度为1×10^5m／s，在向地面发展时出现较大的弯曲；首次回击放电过程与低海拔地区没有差异，通道中的峰值电流有24．1kA；继后回击相对较弱．

青藏高原重大滑坡动力灾变与风险防控关键技术研究

青藏高原是全球地质环境最脆弱的地区之一,地质条件复杂,地壳隆升、高地应力、地震、冻融、暴雨等内外动力强烈,重大滑坡频发,链生灾害剧烈。滑坡问题已严重影响川藏铁路、水能资源开发等国家重大工程建设,威胁区域居民人身与财产安全。2018年金沙江上游连续发生的白格“10.10”和“11.3”滑坡堵江事件即为典型案例。然而,目前理论上对青藏高原重大滑坡的孕灾环境与成灾机制认识不清,技术上不能对重大滑坡进行早期识别和有效风险防控,不能有效地为该地区重大滑坡灾害的灾前防控、灾后救灾提供科技支撑。针对上述问题,以地质条件最复杂、内外动力作用最强烈、滑坡灾害最频繁的青藏高原东南三江流域为重点研究区,采用多学科综合交叉融合的方法,从滑坡的成因机制入手,破解其链生演化难题,提出早期识别与风险防控体系;通过解决青藏高原重大滑坡孕育的内外动力耦合作用机制、青藏高原重大滑坡及其灾害链的动力学机制等科学问题,以及青藏高原重大滑坡的遥感早期识别与监测、基于重大滑坡动力过程的动态风险评估与防控等技术问题,最终形成青藏高原重大滑坡成因理论、防控技术和综合减灾技术示范。

高原严寒地区富水高铁隧道冻害防治技术

为了解决严寒地区隧道防排水及冻害问题,文章结合兰新高铁祁连山和大梁两座高原富水长隧道的的建设实践,分析了高原严寒地区隧道防排水技术难点,提出遵循"防、排结合"的原则,采取以泄水洞为主,辅以保温防寒水沟、保温中心水沟和伴热电缆采暖式水沟的防排水措施,是高原严寒地区富水隧道防止冻害发生的关键技术,基本消除了运营期间的冻害及安全隐患。

青藏高速铁路多年冻土地区路基工程技术问题探讨

回顾总结了青藏铁路多年冻土地区路基成套关键技术,在可靠性分析的基础上,提出了青藏铁路保护多年冻土的成套路基关键技术应用于高速铁路路基存在的主要问题及对策,为解决青藏高速铁路多年冻土地区路基技术问题提供了途径与方法,具有积极的现实意义。

高原高速公路弯坡组合路段行车特性及安全性研究

由特殊地质环境决定高原高速公路弯坡组合路段偏多,且多为事故多发路段,为降低驾驶人的行车风险。以云南省昆石高速公路展开实车试验,采集弯坡组合路段特征断面的运行速度、加速度和驾驶负荷数据等。通过对弯坡组合路段行车变化规律进行分析,发现小型车的V_(85)速度差存在较大差异性且V_(85)速度差与事故率并不成线形比例,得出坡度、坡长与驾驶负荷呈较强的正相关性,驾驶人在弯下坡路段对线形的敏感性及驾驶紧迫感均高于弯上坡路段。以心率变异性表征驾驶负荷并建立关于坡度、坡长和速度差的驾驶负荷评价模型。研究结果表明,利用建立的模型确定风险路段包含事故多发路段,且事故多发路段与驾驶负荷中高、较高风险路段相匹配。

高原城市中压天然气管道泄漏扩散的数值模拟

针对高原城市中压天然气管道泄漏情况,研究了多层、高层建筑物和风速对天然气管道泄漏和扩散的影响,利用CFD模拟计算软件分别对高原气压下中压A、中压B天然气管道的泄漏扩散进行数值模拟,并得到了泄漏后CH4的体积分数分布和危险区域。研究结果表明:高原城市中压A天然气管道泄漏孔处的质量流量与平原地区一致,不受气压影响,高原城市中压B天然气管道泄漏的危险区域随时间的增加保持不变或变小。

西延高铁黄土滑坡发育成因及工程策略研究

西安至延安高速铁路铜川至延安段区内黄土沟壑纵横,滑坡灾害极其发育,给铁路工程带来极大危害。勘察期间通过野外调查、遥感解译等方法圈定8 000余处滑坡,研究表明,沿线黄土滑坡主要分布在铜川以北的黄土梁峁沟壑区、子午岭低中山区北段及河谷川道两岸斜坡地带,滑坡形态普遍为后缘呈较为规则的圈椅状,滑坡面为顺坡向,以中小型滑坡为主,滑坡堆积黄土具备孔隙比大、饱和度高等特点。随后论述黄土层内滑坡、黄土-基岩顺层滑坡、黄土-基岩切层滑坡的形成原因,结合线路绕避巨大型滑坡及隧道下穿滑坡两个案例,分析沿线滑坡分布特征、发育模式及方案比选期间的选线策略,综合确定适合于西延高铁的铁路选线思路及工程防治策略。

高原高速艇半浸桨双速比齿轮箱应用分析

针对高原环境下高速艇半浸桨的双速比齿轮箱选型问题,通过最大航速工况下的小减速比的选取,确定满足最大航速需求的半浸桨方案,根据半浸桨全浸状态下的水动力特性开展不同大减速比下低速起滑性能的比较,优选出低速起滑性能更优的大减速比方案。实船试航结果表明,双速比齿轮箱的应用成功解决了高原高速艇低速起滑的难点,双速比齿轮箱的选型方法可取。

高原山区高速铁路热备动车组布点研究

热备动车组是保障高速铁路安全运营的重要措施。本文介绍了热备动车组救援方式与救援场景,研究了高原山区高速铁路热备动车组救援性能和布点,验证了热备动车组救援性能,提出了热备动车组救援布点规则,对不同救援区段进行了模拟计算,并对客运列车应急供电、应急自走行研发提出了参考意见。

高原高寒高速铁路特长隧道防冻胀害施工技术探讨

高原高寒高速铁路隧道防冻胀害施工技术一直是隧道工程界研究的课题,结合兰新铁路大坂山隧道施工实例,就高寒地区隧道冻胀害产生的机理及预防措施进行了探讨,尤其侧重于防水、泄水、保温措施及施工工艺要求几个方面。

西部高原山区高速铁路列控系统方案探讨

我国西部地区经济发展对铁路客、货运运能提出越来越高的要求,但CTCS-2/3级列车运行控制系统难以满足高速列车在西部高原山区恶劣、复杂环境的运用需求。系统分析西部高原山区高速铁路对列控系统的特殊需求,研究总结其主要技术目标,在新型列控系统的基础上,提出适用于西部高原山区高速铁路的列控系统总体技术方案。该方案既能满足安全性、适用性、先进性等各方面需求,又考虑了系统的兼容性与规范性,并与国际先进列控技术的发展趋势一致。

渝昆高速铁路彝良隧道高地温工程地质特性分析

拟建渝昆高速铁路通过云贵高原斜坡过渡带,地质条件复杂,深埋长大隧道多,其中彝良隧道存在高地温工程地质问题。本文根据彝良隧道水文地质调绘及深孔测试等成果,对该隧道高地温可能存在的热源进行了分析,根据隧道地温测试情况,对隧道高地温进行了危害性分级。研究结果表明:(1)拟建彝良隧道区地表无热泉出露,深孔最高实测井温为39.31℃;(2)彝良隧道地热热储层为志留系中统大路寨组(S_(2)d),地热增温类型为地温梯度增温,地下热能的赋存形式为热水型;(3)彝良隧道在接收大气降水和地表径流补给后,地下水自北东向南西,沿大路寨组(S_(2)d)地层中岩溶裂隙或局部的管道顺龙池背斜轴往倾伏端深部径流,受地温梯度增温作用,形成高温热水,赋存于热储层大路寨组(S_(2)d)中;(4)彝良隧道D4K 320+900~D4K321+300、D4K326+190~D4K327+500段属低高温带,热害轻微;D4K321+300~D4K326+190段属中高温带,热害中等。研究成果可为隧道设计和施工提供参考依据。

青藏铁路高铁接触网检测车

为满足青藏铁路兰新高速铁路段线路内海拔高于2 500 m的正线区段接触网智能化检测、监测的需求,研制了青藏铁路高铁接触网检测车。研制过程中采取了一系列针对性措施以适应高原地区高海拔、低气压、缺氧、高寒、大风沙、强紫外线等恶劣的环境条件。该车安装有接触网悬挂状态检测、监测装置,可对接触网悬挂系统的零部件实施高精度成像检测,在自动识别和分析检测数据的基础上,形成维修建议,指导接触网维护。

高原地区高速铁路典型牵引变电所供电品质测试与评估

高原地区高速铁路牵引供电系统电流大、所需供电电压等级高,但高海拔地区配电网较为薄弱,为保障高铁供电采用长距离供电产生大量的非线性、波动性负荷,导致无功、负序和谐波等电能质量问题较为突出,给电力系统及牵引供电系统的稳定运行造成威胁。因此,本文采用专业电能质量测试装置,对国内高原地区某高速铁路线的典型牵引变电所开展供电品质综合测试,并基于国家相关标准定量评估该牵引变电所电压偏差、功率因数、谐波、负序等电能指标,这对于保障电气化铁路安全稳定运行具有重要意义。

高强度间歇训练对平原战士高原行军速度和心率的影响

目的:研究高强度间歇训练对平原战士高原行军速度和心率。方法:从平原部队选取40名男性战士,随机分为实验组、对照组各20人,两组在亚高原分别进行为期2周的高强度间歇训练和常规体能训练,2周后两组在高原地区完成20km负重行军,监测所有受试者每日的静息心率,并比较在亚高原和高原地区的行军速度。结果:实验组的静息心率呈现逐渐下降的趋势,训练2周后的静息心率与训练前及对照组训练后比较有统计学意义(P<005),到达高原后的静息心率也显著低于对照组(P<005);两组战士的高原行军速度比亚高原行军速度都发生了非常显著的降低(P<001),实验组的高原行军速度比对照组快,并且具有非常显著性差异(P<001)。结论:高强度间歇训练能一定程度增加心率储备,提高高原行进能力。

不同海拔高度环境下高速列车气动特性研究

高海拔地区气候环境相对恶劣,海拔越高,空气压力、温度及密度越低。因此,研究高速列车在高海拔运行环境下的气动特性对列车运行安全性及高海拔地区铁路建设具有重要意义。以某型号高速列车为研究对象,对明线单车、明线会车及隧道通过运行工况进行气动数值模拟计算,研究不同海拔高度下列车的气动载荷及交变压力特性。研究结果表明,明线单车运行高速列车的气动阻力及气动升力都随海拔的增加而降低,但气动阻力系数及气动升力系数基本不随海拔的增加而改变,气动阻力系数中的压差阻力系数随海拔的增加而减小,黏性阻力系数随海拔的增加而增大。不同海拔高度下列车交会压力波及隧道压力波变化规律一致,但压力波幅值随海拔高度的增加而减小;列车交会压力波峰值和隧道通过的列车压力波、出口微气压波都与海拔高度呈现较强的相关性。此外,海拔高度增加带来的温度变化使压力波的传播速度降低,导致不同海拔高度下隧道压力波及出口微气压波出现滞后现象。