摘要：以川藏铁路拉林段巴玉隧道为工程依托,遵循"预报为先、控制为本、加强防护、确保安全"的隧道岩爆防控原则,研究提出1套隧道典型岩爆灾害防控方法。该方法由6项子技术组成:基于现场发生的典型岩爆,统计分析岩爆发生的规律和特征;根据地质构造、围岩特性、宏观地应力,对隧道岩爆等级进行预判;基于现场地应力测试和超前地质预报,对岩爆微震进行监测,确定岩爆等级、发生时间和位置,对岩爆风险进行预警;根据岩爆风险等级设计岩爆防控方案,包括工法选择、预防措施、施工措施;形成主动释放、提高光爆、加强支护、机械配套、防护升级系列施工质量控制方法;安全防护技术,包括人员保护、机械保护、施工管理。该防控方法已成功应用于拉林段巴玉、桑珠岭、达嘎拉等隧道的岩爆防治中。

摘要：为解决铁路道砟级配设计中道砟试样孔隙空间分布特性难以精准解析的难题,创建一套基于离散单元法与图像识别技术融合的道砟孔隙空间分布量化分析方法,为大尺度道砟颗粒孔隙空间分布特性的反演提供新的解决方案。通过自编图像识别算法,实现层间孔隙空间分布的精准量化,并结合离散元理论分析结果,研究不同级配道砟孔隙率与力学性能的关系。研究结果表明:级配孔隙不均匀系数与不同级配试样的塑性变形量存在相关系数为0.96的显著正相关关系。道砟集料的抗变形能力与道砟集料内部的接触力分布均匀性呈强相关关系。建议在道砟的级配设计时,将级配孔隙不均匀系数及道砟集料内部应力分布均匀性作为合理级配评价的主要因素。本研究可为实现我国铁路道砟级配的多元化、延长有砟道床的使用寿命、节约道砟资源提供参考。

摘要：为探讨桥跨结构布置关键参数对梁轨系统地震相互作用影响规律,基于梁轨相互作用原理,采用地震碰撞大质量法建立非线性约束的桥梁与轨道相互作用有限元模型,分析地震碰撞作用下连续梁桥上无缝线路受力,研究线路纵向阻力、相邻简支梁桥跨数以及支座非顺序布置形式等关键设计参数的桥跨结构布置方式对结构地震响应的影响。研究结果表明:大跨度连续梁上设计钢轨强度检算困难时需采用小阻力扣件方案,地震影响下建议采用仅连续梁范围铺设小阻力扣件,使结构受力及位移均保持在较小限度内。钢轨伸缩调节器是无缝线路中薄弱环节,会引起轨道不平顺,应尽量减少钢轨伸缩调节器的使用,确需设置调节器时,建议仅在连续梁活动端设置,必要时可在对侧边跨及相邻一孔跨简支梁同时铺设小阻力扣件。地震分析时可按连续梁两侧接8跨简支梁进行地震作用简化计算,随着连续梁跨度的增大,钢轨受力大幅增加,两侧相邻一孔跨简支梁落梁几率增加。桥台路基填筑优良时,可将相邻简支梁固定支座靠近连续梁布置,通过减小温度跨度均衡梁轨结构受力与变形。当桥台路基地质不良时,可将简支梁活动支座设置在桥台处,以大幅减小桥台受力。

摘要：区域风险和瓶颈拥堵是中欧班列高质量运输组织亟需解决的关键问题。基于粗糙集理论实现运输风险关键影响因素筛选和权重计算,结合实际运输距离构建运输路径风险评价模型;运用排队论理论量化瓶颈场站货物拥堵停留时间,引入货物时间价值理论构建货物全程运输时间成本模型。以此为基础,提出综合成本最小和运输风险最小的中欧班列多目标路径优化模型。同时,基于A-NSGA-Ⅲ(自适应第三代非支配排序遗传算法)设计优化算法进行求解。以“长沙—柏林”为例探究分品类货物的路径选择优化结果,并仿真分析区域风险递增对路径选择的影响。研究结果显示,铁路是分品类货物在大多数路段的首选运输方式;长沙发运的货物在西安或乌鲁木齐集结,并在华沙进行货物分散相较于经重庆和杜伊斯堡集散的传统线路具有更低的综合成本和运输风险。仿真分析表明:随着俄罗斯区域风险的提高,部分货物选择跨里海、黑海通道运输,但即使区域风险提高至1,仍有部分货物会选择过境俄罗斯的运输路线。同时,针对长沙装载的货物而言,注重加强与西安和乌鲁木齐的联系有助于更好地应对过境俄罗斯线路的运输风险。研究成果可为中欧班列经营者路径选择合理决策提供科学依据,对提高中欧班列的运输韧性和运输效能有着重要意义。

摘要：风积沙作为路基基床底层填料,已应用于沙漠铁路建设中,但国内外鲜有针对风积沙-土工格栅加筋结构的研究。为了研究风积沙-土工格栅界面宏细观特性演化过程及筋材的力学特性,基于三维空间模型,对土工格栅加筋风积沙拉拔试验展开数值模拟,并与室内试验对比分析。通过观测试样状态,分析拉拔阻力、格栅分段应变、配位数、局部孔隙率、应力链演化、组构各向异性演化等宏细观特性。研究结果表明:采用抗转动接触模型模拟风积沙颗粒间接触,所得拉拔力—拉拔位移曲线比较平顺,相比之前的研究更接近实际情况。拉拔结束后,越靠近拉拔端,格栅应变越大,格栅后端几乎没有应变。在筋土界面内,配位数明显降低,孔隙率明显升高,呈负相关,在界面外,两者变化则不明显。剪切带整体厚度为模拟颗粒中值粒径的4.93~5.79倍,界面内发生的剪胀程度不同,上界面剪切带厚度大于下界面剪切带厚度。上覆荷载对剪切带的分布有明显影响,当法向压力低于30 kPa,随着法向压力的上升,剪切带上下界面的不对称性减弱,最大平均水平位移和剪切带整体厚度迅速减小。当法向压力在30~90 kPa内,随着法向压力的上升,上下界面剪切带厚度差值、最大平均水平位移逐渐减小,剪切带整体厚度变化较小并趋于稳定。研究结果可为沙漠铁路路基设计提供一定参考。

摘要：为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为−10℃,−20℃和−30℃,融化温度为20℃。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而减少,与未经冻融循环的试样比较,第1次、第1~2次、第2~4次、第4~7次和第7~10次冻融循环后,每次冻融循环的强度损失速率分别为18.7%~36.8%,16.8%~21.0%,2.9%~6.5%,4.0%~5.8%和1.5%~2.7%,10次冻融循环后强度损失速率趋近于0。经历冻融循环后,纤维水泥改良风积沙试样的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增大而增大,达到0.8%的最优纤维掺量后则相反。纤维水泥改良风积沙试样劈裂抗拉强度随着冻结温度的降低而减小,但减小的幅度不明显。劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈指数函数关系,与纤维掺量呈抛物线关系。劈裂抗拉强度影响因素相关性分析结果表明,劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈负相关,而与纤维掺量、冻结温度呈正相关,冻融循环次数对劈裂抗拉强度的影响最显著,其次为纤维掺量,而冻结温度影响最小。基于108组实验数据,采用多元非线性回归分析法,建立劈裂抗拉强度的多因素评估模型,能够较好地预测不同冻融循环次数和纤维掺量下水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度。研究成果可为风积沙铁路路基基床设计提供参考。

摘要：我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利用风积沙作为铁路路堤填料的新型结构。为研究列车荷载和风荷载共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性计算方法,基于折线滑动法原理,对路堤结构进行分层分区,采用极限平衡方法,推导出列车荷载和沙漠风荷载共同作用下铁路风积沙包芯路基的稳定性系数计算公式并编制计算程序。结合和若铁路风积沙包芯路基的工程实例,验证了该计算方法的可行性。基于该计算程序,研究了风荷载大小、风向角、路堤填筑高度、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡稳定性系数的影响,分析了风向角、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度的影响。计算结果表明,风积沙包芯路基边坡稳定性系数与风荷载大小近似呈线性负相关,与风向角大小呈非线性正相关。风积沙包芯路基边坡稳定性系数富余量与路堤填筑高度呈负相关。风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度与风向角大小呈非线性负相关,与风积沙填料的内摩擦角大小近似呈线性负相关。建议风积沙包芯路基边坡设计中应考虑风荷载的影响。研究成果可供沙漠地区风积沙包芯路基设计借鉴和采用。

摘要：以总工期最短和总费用最低为目标,针对包含线性活动、条状活动、块状活动等多种施工场景的铁路工程项目,基于RSM方法构建铁路项目多目标优化模型,并提出一种改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解.算法设计一种分层次选取种群个体的均匀进化精英选择策略,以提高种群多样性和收敛性;同时引入差分进化算法的变异、交叉算子,构造分层多策略自适应变异、交叉算子,以平衡整个种群的局部搜索能力和全局搜索能力.结果表明,增加对特殊活动和施工方向的考虑,可增强模型对铁路项目的适用性;改进后的算法收敛速度快,运行稳定,得到的结果更优,能够满足较大规模铁路项目进度计划优化.

摘要：载荷是铁道车辆转向架抗疲劳设计的基本输入,梳理现有标准载荷定义方法和阐明标准载荷与实际服役载荷的差异,对铁道车辆转向架抗疲劳设计具有重要意义。基于此,梳理铁道车辆转向架部件振动疲劳失效的普遍特点、主要诱因及解决方案;从动力学角度阐释转向架构架主体载荷的定义方法,提出实测载荷谱向标准三阶段载荷系数的转化方法,探讨浮沉和侧滚载荷系数的安全裕量;针对转向架附属部件振动谱,探明标准轴箱振动谱与实测振动谱的差异性。结果表明:转向架失效的部件主要以附属部件为主,轮轨高频振动导致的结构共振是转向架部件振动疲劳失效的主要诱因。标准定义的车辆浮沉系数相比实际服役条件具有较高的安全裕量,侧滚载荷系数受车辆稳定性影响较大;现有标准转向架轴箱振动谱低估了高频范围的振动能量,提出了考虑轮轨多特征频带的轴箱振动平直谱定义方法。针对转向架振动疲劳载荷定义的相关讨论,为铁道车辆转向架振动疲劳正向设计提供理论参考。

摘要：提出适用于铁道车辆结构模态匹配设计的具体准则,指导车辆设计过程中各组件间或结构自身动力学特征参数设计,以减少车辆异常振动问题的发生。随着对铁道车辆的运营速度、运行品质、轻量化等要求越来越高,基于传统行业标准的静态设计方法已无法满足设计需求,大量的车辆服役数据表明即使在满足现有标准的前提下,车辆部分结构仍存在异常振动或失效问题,且振动信号多表现为谐波振动,属于模态匹配设计异常范畴。因此基于动力学理论和不同领域模态匹配设计方法,研究并给出铁道车辆结构模态匹配设计准则,并利用两个典型实例进行验证。最终建议在进行结构模态匹配设计时,需要重点关注模态有效质量(Modal effective mass,MEM)占结构弹性模态MEM总和5%以上的模态;对于考虑动力学性能的模态匹配设计,激励主频与关注模态频率差值至少为模态频率的15%,建议在20%以上;对于仅考虑结构振动疲劳的模态匹配设计,建议此数值至少为10%。