铁路预应力路堤加固技术数值研究

研究目的:铁路预应力路堤在国内外尚属一种新型路基加固法,其受力变形特性暂未得到系统化研究,相关加固设计理论仍处于探索性阶段。因此,有必要通过数值手段了解预应力路堤的工作状态,以掌握其加固性能。鉴于此,借助ABAQUS软件平台构建预应力路堤仿真系统,分析差异化预应力加固参数对路堤变形和承载能力的影响以及预应力加固构件的受力特征。研究结论:(1)路堤本体段坡面较优加固位置为距本体顶面以下0.3倍本体高度处;(2)坡率1∶1的预应力路堤在第1、2排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa预压荷载时,其变形与承载力均可达传统路堤(坡率1∶1.5)水平,并可通过提升加固标准进一步强化路堤承载性能;(3)当对第1、2、3排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa、100 k Pa预压荷载时,路堤内部附加围压S11>13.5 k Pa区域大致呈"x"形分布并形成横贯路堤的"预压加固区";(4)侧压板锚固区受力集中且复杂,应注意保障锚固区板体强度;(5)力筋在路堤加载前后的应力变化量与坡面侧向变形特征相关;(6)本研究成果可为铁路预应力路堤的加固设计提供技术指导。     

持续性强降雨后高速铁路路基状态检测评估与工程修复对策

以持续性强降雨后郑太客运专线路基状态的检测评估为依托，厘清强降雨致损机理与路基水害类型，建立了强降雨后路基状态调查检测与评估方法，系统分析了该铁路路基的水害特征与产生原因并给出工程修复对策。结果表明：持续性强降雨下路基水害主要表现为冲刷作用产生的路基表层破坏和入渗作用诱发的路基内部侵蚀；雨后路基水害多发生于过渡区段的半填半挖路基和高路堤结构中，主要有差异沉降、不均匀沉降、坡面浅层滑动、整体滑移等；填料中细颗粒含量较高、路基结构形式设计、地形等是水害产生的客观条件，降雨作用下土水之间的相互作用是水害产生的内部机理。     

重钢铁路浸水软基高填方路堤设计分析

重钢货运铁路站场位于三峡库区,填平山谷后,形成浸水斜坡路堤,铁路最高填方达74 m,其位置紧邻长江,为浸水高路堤工程。经分析得出:(1)该软土地基选择挖除换填措施,并通过水泥搅拌桩进行基坑支护,能有效保证路堤基底和坡脚的稳定;(2)浸水水位下选择渗水性填料可减小动水压力对高路堤边坡和本体稳定性的影响;(3)提高压实标准并采取一定的追密压实措施,可有效控制高路堤工后沉降;(4)采用不同长度的土工加筋材料可以加强路堤坡面浅层和路堤整体的稳定性;(5)现场监测是高路堤稳定和变形验证与评价的重要手段和方法。     

基于强度折减法的路堤边坡稳定性分析

针对雨后土体强度不断降低的情况,利用有限差分强度折减法,对边坡的稳定性进行了数值分析,将计算结果与监测数据进行了比较。分析表明:数值模拟路堤中潜在滑动面很好地吻合了由监测结果分析得出的滑动面,路堤的滑动从坡体后缘软弱面开始,逐渐展开贯通至整个滑动面。通过数值模拟结果和实际工程结果的对比,证明有限差分强度折减法在边坡稳定性分析中进行工程应用是可行的。     

青藏铁路多年冻土区路堤阴阳坡差异分析

在多年冻土区修建铁路路堤,打破了原来天然地表与外界的热力平衡,引起地下温度场重新分布。通过对青藏铁路清水河试验段3年温度和变形数据的分析,研究路堤内阴阳坡温度场差异及其对冻土路堤变形以及稳定性的影响。研究结果表明:路堤阴阳坡的温度场在空间上不对称,时间上不同步,在8—9月阳坡冻融线下降速度明显大于阴坡,在10月下旬阴坡表层和深层的回冻速度远远大于阳坡的回冻速度;阴阳坡两侧路肩表层的融沉速率明显不同,阳坡路肩表层的沉降量明显大于阴坡路肩,并且随着时间的延续,阴阳坡路肩深层的融沉也有不对称发展的趋势;经过3个冻融循环后,路堤阴阳坡温度场、变形场仍不稳定,不对称仍在发展。     

大轴重下铁路路堤边坡稳定性分析及设计优化

研究目的:轴重增加对重载铁路路堤边坡的稳定性提出了更高要求。本文采用瑞典圆弧条分法分析标准断面直线型路堤边坡稳定性随轴重的变化规律,以一般工况边坡安全系数Fs≥1. 25、暴雨或连续降雨不利工况安全系数Fs≥1. 05为稳定条件,研究轴重增加对细粒土、碎石土、块石土三种典型填料的直线型路堤边坡坡高和坡率临界值影响特征,从而优化大轴重条件下重载铁路路堤断面几何尺寸标准设计控制值。研究结论:(1)细粒土、碎石土、块石土填料标准断面路堤边坡稳定性与轴重均呈线性负相关性,且敏感性依次降低;(2)随轴重增加,保证路堤边坡在一般工况和暴雨或连续降雨不利工况下均处于稳定状态所对应的坡高或坡率临界值宜相应降低或变缓;(3)提出了大轴重下路堤断面标准设计控制值的建议;(4)本研究成果对完善重载铁路路基设计有一定参考价值。     

加筋土路肩挡土墙施工工艺

为尽量减少铁路建设用地,保护农田,对于8m以上的高填方路堤,采用加筋土挡土墙收坡是当前用于我国铁路路基工程中的一种新工艺、新方法。     

路基边坡坡面冲刷强度探讨

在南方花岗岩地区和北方黄土地区修建铁路公路时，路基边坡常常会发生较为严重的坡面冲刷问题，坡面冲刷强度是路基坡面冲刷研究中的关键内容之一。坡面冲刷强度在数值上等于坡面流挟沙冲刷能力，包括推动冲刷和悬移冲刷两部分，水流中土颗粒在运动中相互碰撞时，会产生颗粒剪切力和粒间离散力，结合能量守恒原理，推导得出坡面流推移冲刷强度，土颗粒在水流中下沉时，土颗粒重心作为一个重体基本保持在一定高度，那么水流必须以与沉速相同的速度将土颗粒举起，推导得出坡面流悬移冲刷强度，以南方花岗岩风化层路暂边坡为例，对路暂坡面冲刷强进行了计算，计算结果可供路基边坡设计和养护参考。     

基于离心模型试验的斜坡软弱土地基路堤加固方案研究

为研究路堤荷载作用下斜坡软弱土地基的变形特性，考察打入桩和抗滑桩加固斜坡软弱土地基的效果，结合典型工点土的物性指标．进行了三组1：10斜坡软弱土地基路堤的离心模型试验(无加固措施、打入桩加固、抗滑桩加固)。试验数据表明，地基变形主要发生在路堤下侧边坡下；打入桩和抗滑桩能约束斜坡软弱土地基的变形，提高其稳定性；打入桩方案约束变形的效果优于抗滑桩方案。     

新保墒措施在铁路路域建植技术中的应用研究

研究目的:铁路工程作为一种线性工程,在建设过程中不可避免地对当地的生态系统造成扰动和破坏,使铁路路域范围内的生态系统遭到破坏,植被退化,水土流失严重,危及铁路建设和运营安全。而西北干旱区属于脆弱的生态系统,一旦破坏,无法进行自行修复。因此,为解决西北干旱区铁路路域植被恢复难的问题,本文提出一种新的保墒措施——植物蓄水保墒装置(PWP),以解决该区路域范围内水土流失严重、植被建植难等问题,维护铁路运营安全。研究结论:(1)不同措施的保水率排序为:PWP SAP(保水剂) KB(空白对照),其中PWP的保水性能显著高于SAP,在第30天时PWP的保水率为57%,而SAP仅为15%;(2)同一措施不同坡位下,金叶榆的成活率均表现为坡下坡中坡上,同一措施不同坡位下表现为:PWP SAP KB;(3)同一措施不同坡位之间有机质、速效氮、速效钾和速效磷含量均呈现出坡下坡中坡上的变化规律,同一坡位不同措施之间呈现出PWP SAP KB的变化规律;(4)同一坡位不同措施下的土壤侵蚀模数均表现为:PWP SAP KB,而同一措施不同坡位下的土壤侵蚀模数变化规律不统一;(5)利用PWP措施可以显著提高土壤保墒、保肥性能和植被存活率,减少水土流失,可为西北半干旱区铁路路域植被建植提供新的思路和借鉴。     

土工材料在加陡路堤边坡中的应用分析

研究目的：迫于土地资源日益紧张、修建平原地区铁路填料匮乏的压力，探索和寻求采用土工合成材料加陡路堤边坡坡率，以达到节省土地资源的目的。研究方法：结合西安枢纽北环线工程实例，采用填料和土工材料的试验力学参数，通过对各种边坡稳定性检算方法的分析比较后，选用圆弧滑动面垂直条分法对路堤稳定性进行了分析。研究结果：得出路堤边坡内分层铺设高密度聚乙烯单向土工格栅加筋带、适当加陡路堤边坡坡率，能满足现行规范对路堤边坡稳定性的要求。研究结论：理论研究和工程实践表明，采用土工合成材料加陡路堤边坡坡率在平原高产农田区能节省珍贵的土地资源，具有良好的经济效益和社会环境效益。     

RS和GIS在铁路施工期水土流失预测中的应用研究——以新建敦煌至格尔木铁路为例

以新建敦煌至格尔木铁路为例,应用RS和GIS技术独有的空间分析功能和可视化表达,在遥感影像的基础上,结合铁路沿线地区土壤侵蚀类型、坡度、植被覆盖度及地表组成物质、地形图等相关资料,通过人机交互解译、信息提取和分类,利用GIS的图形编辑、空间叠加分析和空间统计分析功能,获得铁路沿线的土壤侵蚀现状、土壤侵蚀类型与强度,RS和GIS技术可准确真实、图文并茂的掌握区域水土流失现状,为预测铁路建设可能造成的水土流失总量奠定基础,为工程施工期水土流失防治措施提供参考数据。     

青藏铁路风火山地段路基病害特征及防治措施研究

近年来,山区高填方斜坡路基发生病害成为青藏铁路一种新的线路病害类型,对青藏铁路的运营造成了安全隐患,需要对其进行针对性研究。以该类病害发生较为典型的风火山地区某路段作为研究对象,采用收集地质、气象等资料和进行现场调查、地质勘探、试验相结合的方法,进行病害特征及防治措施研究。研究结论:将其病害特征归纳为路基下坡侧坡脚渗水、路基坡体出现开裂、路基沉降明显3个方面。并从地形因素、地质条件、水位气象因素、冻土地质环境4个方向对病害产生原因进行了综合分析。在此基础上提出了加固路基坡体、完善防排水系统、加强热防护措施和加强安全监测等防治措施建议。     

道路工程施工期水土流失预测方法探讨

阐述了道路工程生态环境影响评价中水土流失评价的重要性 ,按照边坡形成过程的不同将人工边坡分为堆填边坡、挖损边坡和压实边坡 ,分别分析了三类边坡的水土流失形式 ,在野外监测、降雨试验及既有研究成果的基础上 ,探讨了各类边坡的水土流失预测方法     

火山渣铁路路基的渗透稳定性研究

火山渣颗粒由于本身含有较多的蜂窝状孔隙,导致火山渣砾石土的渗透特性有别于普通的砾石土,使得由其填筑的铁路路基极易发生雨水下渗将填料中细颗粒带走的管涌式冲蚀破坏。据此,分析火山渣砾石土填料的渗透破坏类型,运用自制加工的垂直渗透仪测定雨水在路基中下渗时的水力坡降值与临界水力坡降值,探讨雨水渗透下火山渣砾石土路基的渗透稳定性。研究表明:火山渣砾石土填料的渗透破坏类型为过渡型,其发生渗透破坏的临界水力坡降值大于9.12,远大于雨水在路基中下渗时的水力坡降值1.02,表明采用火山渣砾石土填筑的路基在雨水的长期渗透冲蚀下不会发生渗透破坏。     

青藏铁路清水河地区路基下伏多年冻土地温变化特征研究

研究目的:分析青藏铁路施工区多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条 件的影响。 研究方法:系统分析埋设在青藏铁路清水河地区路基中2个断面内的共8个地温测试孔3年来采集的地温 观测资料,研究该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征。 研究结论:由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变 化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻士的上限 在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下 降会逐渐稳定,但由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在 短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。     

降雨条件下边坡破坏机理离心模型研究

降雨是诱发边坡灾害的一个重要因素。雨水的入渗导致边坡土体含水量增加,土体强度下降,容重增大,引起边坡失稳。含水量对土体强度参数的影响试验表明,含水量对土体粘聚力影响较大,而对土体内摩擦角的影响较小。不同含水量土质边坡破坏机理离心模型试验表明,土质边坡破坏存在两种形式,整体滑坍破坏和拉裂破坏。松散类边坡在含水量小时形成坍落拱破坏,并最后形成拱形稳定。在含水量大时形成浅层滑坍破坏。引入损伤力学理论对不同含水量土体的损伤影响分析说明,随含水量增大,土体损伤程度加强,并存在损伤变量突变点。     

智能化毛细渗灌节水技术在京张高铁路堤边坡绿化中的应用

绿色生态铁路的设计理念对铁路路堤边坡绿化提出了更高的要求,由于铁路路堤边坡呈带状分散分布,对于气候条件恶劣或少雨地区,带来了后期的浇灌养护困难问题。渗灌节水技术可以较好解决交通线路沿线的绿化浇灌问题,但淤堵问题是传统渗灌节水技术推广应用中的一个难题。以京张高铁路堤边坡绿化工程为试验段,提出一套基于毛细透排水带为渗灌材料的智能化毛细渗灌节水技术。试验结果表明,以毛细透排水带作为毛细渗灌材料解决了渗灌淤堵问题,具有很好的节水效应;智能化毛细渗灌节水技术实现了自动监测、自动灌溉及远程智能化管理,解决了铁路边坡绿化浇灌养护问题,效果良好。     

高速铁路路基病害成因分析

高速铁路路基受列车荷载及自然条件的影响,易产生病害。根据我国已建高速铁路路基病害情况,分析了路基基床病害中翻浆冒泥、基床下沉、外挤等现象的形成机理;指出了目前高速铁路路堤边坡及路堑边坡在施工方法、防灾措施等方面存在的不足之处;剖析了造成路基过渡段不均匀沉降的主要因素,包括刚度差异、地基基础不良、压实质量不足、施工计划安排等方面,并提出预防及治理路基基床病害、边坡冲刷溜塌、过渡段不均匀沉降的基本原则及主要措施,这些对我国高速铁路路基病害原因分析及整治措施的制定具有一定参考和借鉴意义。     

降雨对土体边坡稳定性的影响

应用非饱和土水分运动基本理论建立了二维降雨入渗 计算模型,编制了计算程序,用于计算雨后土体的瞬态含水率 分布,将总粘聚力引入抗剪强度公式,采用极限平衡方法,讨论 了降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性的影响。