摘要：在既有重载铁路中,过渡段是线路出现病害最集中、维修最频繁、养护投资最高昂的薄弱环节,一直是运营管理与检测维护的关键区域。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段轨道结构的差异沉降进行长期监测,对差异沉降量和沉降速率的分布特征及变化规律进行研究,研究结果表明:沿线路纵向距桥边墩越远,差异沉降量、沉降速率及两者的变化范围越大,并且随着列车运行吨位的增加,差异沉降量逐渐增长,其增长速率逐渐减小并最终趋于稳定。同时,下桥端一侧沉降变形更为稳定,且沿线路纵向分布更为均匀;采用双曲线、指数曲线及两者的组合预测模型对过渡段差异沉降进行预测分析,结果表明:组合预测模型预测效果最佳,其次是指数曲线模型,双曲线模型预测误差相对较大。研究成果可为后续路桥过渡段差异沉降特性研究及过渡段轨道与路基结构的设计与施工提供指导和借鉴。

摘要：以朔黄重载铁路为工程背景,运用ABAQUS软件建立车辆-轨道-路基相互作用有限元模型,分析重载列车运行下基床的动力响应特性,引入典型轨道谱分析轨道高低不平顺对基床动力响应的影响。结果表明:随着深度的增加,基床表面以下动应力横向分布由双峰型逐渐转变为单峰型;相邻车厢转向架通过时,基床表面处动应力存在明显的叠加效应;基床不同位置处动应力峰值基本随列车轴重的增加线性增大;既有重载铁路基床厚度设计标准(2.5m)尚难以适应运行轴重30t及以上重载列车;轨道高低不平顺使路基内动力响应加剧,不同位置处路基面动应力差异增大。根据三倍标准差原理,用正态分布函数估算重载列车和轨道高低不平顺共同作用下路基面处的最大动应力。研究结果可为重载铁路路基设计及既有线扩能改造提供参考。

摘要：掌握列车移动荷载作用下路基的动应力响应特性可为路基沉降预测、状态评估提供依据。建立重载铁路车辆-轨道-路基三维动力有限元模型,并在钢轨轨面引入中国三大干线不平顺轨道谱以实现轨道不平顺的模拟。通过数值计算,分析了轨道高低不平顺对路基面动应力分布的影响,统计了4种列车轴重下路基面3个位置(钢轨下方,线路中心)处的动应力峰值沿线路纵向的分布,对路基面动应力峰值的随机分布形式进行了正态性检验,对动应力峰值的最大值进行了预测。结果表明:轨道不平顺导致路基面动应力沿路基面中心不对称,路基面动应力峰值沿线路纵向服从正态分布。随着轴重的增大,动应力峰值离散程度增大,动应力峰值分布曲线变陡。动应力峰值的预测值和现场实测值相吻合,证明了有限元模型及统计分析方法的正确性。研究结果对路基动变形及累积沉降的可靠性分析提供依据。

摘要：随着大轴重、长编组重载列车的大量运行,路基会发生较大累积变形,特别是路桥及路涵过渡段路基。对路基进行沉降监测和沉降趋势预测可及时了解路基工作状态,有效保障重载列车的运营安全。采用水平梁式倾斜仪对朔黄重载铁路某路桥过渡段路基的差异沉降进行长期监测,探讨差异沉降量随列车累积荷载的变化规律,并对监测结果进行预测分析。研究结果表明:过渡段各断面路基相对桥台的差异沉降量随着列车累积荷载的增加而逐渐增加,且沿线路纵向并远离桥台方向逐渐增大;指数曲线-GM(1,1)组合预测模型具有较高的预测精度及稳定可靠性,能够用于过渡段差异沉降量预测;监测系统具有长期、实时、自动采集与自动传输数据的功能,测量精度高,可用于毫米级沉降及沿线路纵向的差异沉降监测。

摘要：针对朔黄重载铁路路基不同饱和度的低液限粉土填料,开展了不同围压、不同动应力幅值的动三轴试验。分析了围压、饱和度、固结比等因素对低液限粉土动力特性的影响。结果表明:低液限粉土填料的动剪应力随围压的增大近似线性增大,随饱和度的增大而降低;抗剪强度随饱和度的降低而增大;破坏振动次数越大,对应的液化应力比越小;饱和试样的液化应力比随围压增加而增加,非饱和试样则反之;动弹性模量随围压和固结比的增大而增大,但饱和度对于动弹性模量的影响规律不明显。研究结果可供重载铁路路基动力特性评价和加固设计参考。

摘要：基床层是铁路路基的核心组成部分,一般为粗颗粒土,厚约2.5~3.0 m,长期直接承受行车荷载的反复作用,其在动载反复作用下的变形特性是评价路基工作性能的关键要素之一。为研究粗粒土在列车循环荷载作用下的应力-应变特性,开展了一系列应力控制的单向循环加载大型动三轴试验,模拟列车动载和路基粗粒料填筑实际情况,包括不同动应力幅值（模拟不同列车轴重）、不同围压（模拟不同埋深）的动三轴持续振动试验。结果表明,在循环荷载作用下,土体刚度变化与振动次数、围压关系密切。根据动应力幅值大小的不同,循环荷载作用下饱和粗粒土的动应变随振次的发展形态可分为3种类型：稳定型、破坏型和临界型。根据试验所得出的动应力-应变关系曲线特点,建立了含围压和循环振次的骨干曲线模型。与传统的骨干曲线模型相比,该模型能反映土体刚度随循环振次的变化,更能反映列车往复作用的实际情况;同时该模型能用于估算路基土体动强度,对铁路路基核心层的动力变形稳定性评价和基于动力变形控制的路基设计具有参考价值。

摘要：重载铁路路基比普通铁路和高速铁路要承受更大的动力荷载,路基本体的动力变形更加明显。重载铁路路基的核心层绝大部分为粗粒土,为了探讨重载铁路路基粗粒土填料在列车往复荷载作用下的变形和强度特性,开展了一系列大型动三轴试验,探讨了不同动应力幅值、不同围压、不同含水率对粗粒土土样累积变形的影响,分析了不同静强度和围压时动强度的特点,并根据粗粒土土样在不同围压和动应力作用下的变形规律,即增大围压或减小动应力有助于增强土体稳定,提出了基于累积变形发展趋势的路基粗粒土变形稳定界限状态和判别准则,并给出了判别准则参数。研究结果对重载铁路路基的动力变形稳定性评价和基于动力变形控制的路基设计具有参考价值。

摘要：研究目的:粗粒土因其良好的工程力学性质,是重载铁路路基的核心填料,粗粒土填料在大轴重列车作用下的变形特性直接影响路基整体稳定及行车安全。静力特性研究是动力特性研究的基础,因此本文通过开展大型三轴剪切试验和有限元分析,对粗粒土填料在静载作用下的变形规律进行研究。研究结论:通过对粗粒土填料的静力特性研究得出:(1)饱和试样的应力应变关系呈现近似理想弹塑性,非饱和试样的应力应变关系属于应变软化型;(2)粗粒土填料的峰值剪切强度随着含水率的增加而降低,随着压实度和围压的增加而增大;(3)基床层路基中心线上正应变ε_y和变形U_y随着含水率的增加而增加,随着压实度的增加而减小;(4)该研究成果可为我国重载铁路基床设计和养护提供参考依据。

摘要：铁路边坡及其支挡工程病害绝大多数与水的活动有关,因此及时有效地排水极为关键。目前传统的排水设施(如PVC管)服役一定年限后,极易发生堵塞。对一种适宜铁路边坡及其支挡工程内部排水的新型排水结构——"水钉"开展研究,探讨水钉的结构、排水特点及工程试用效果;开展室内纯水和砂土排水试验;分析水钉的排水能力,砂土中设置水钉情况下的流速以及综合渗透系数。研究结果表明:在砂土中,随水钉倾角(0~15°)、水头的增加,流速、综合渗透系数均变大;水钉周围能形成天然的反滤层,水钉的存在对天然反滤层的形成起"催化"作用。初步成果可为水钉排水效率评估和形成设计方法提供基础。

摘要：毛细透排水管是一种新型高效、高功能的排水结构。为完善其设计方法,进行毛细透排水管排水渗流模型及设置间距研究。根据连续性原理,建立地下水运动基本方程,针对地下水位变化分别推导毛细透排水管排水的稳定渗流模型(地下水位恒定)和非稳定渗流模型(地下水位下降或上升)。同时,针对2阶非线性的非稳定渗流模型,采用使方程线性化和傅里叶变换的方法推导不同渗流状态下的浸润线方程。通过此方程得到不同渗流状态下的排水间距及排水量的解析解,进而得到毛细透排水管的设置间距。将研究成果应用于工程实例,计算分析毛细透排水管设置间距以及排水量与时间的关系,排水量的计算值与实测值吻合较好,表明该方法合理有效。