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。     

SAP对沥青胶浆物理力学性能的影响研究

超吸水性树脂(SAP)有着良好的吸水和保水能力,在水泥基材料中得到了广泛的应用,但在沥青材料中的应用却鲜有研究。以SAP在工程材料领域广阔的应用前景为背景,通过温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验、线性振幅扫描试验、浸水拉拔试验以及扫描电镜试验对SAP替代不同掺量的矿粉(10%,20%,30%,40%)后改性沥青胶浆的基本物理力学性能进行研究。试验结果表明：当SAP等体积替代矿粉后,G*和G*/sin δ在矿粉替代量为10%时达到最大,超过10%后下降,并且掺量越多下降幅度越明显;SAP对沥青胶浆的相位角的影响较小;SAP的掺量为10%时,沥青胶浆表现出最佳的蠕变恢复能力;SAP等体积替代不超过10%的矿粉时,疲劳寿命有一定的提升,但超过10%后开始下降,并且掺量越大疲劳性能越差。SAP在干燥状态下对沥青胶浆与集料之间的黏附性影响很小,浸水后拉拔强度随着SAP掺量的增加略微下降,因此水损害指数逐渐下降;沥青胶浆在干燥状态下的破坏主要是黏聚破坏,而浸水之后的破坏状态为黏附破坏与黏聚破坏共存。SAP微观样貌形态与矿粉十分相似,矿粉和SAP均能够均匀地分散在沥青当中,但由于SAP呈弱酸性,沥青...     

不同分子量SAP对活性粉末混凝土自收缩及早期水化进程的影响

将2种不同分子量的高吸水树脂(super absorbent polymer, SAP)作为内养护剂进行预吸水处理后引入到活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)中,研究其对RPC自收缩、早期水化进程及抗压强度的影响,并分析不同分子量SAP掺入的作用机理。自收缩试验表明,SAP的掺入对RPC有良好的减缩效果,额外引入水胶比为0.03时,掺入高、低分子量SAP的RPC在56 d龄期时的收缩率分别下降了46.6%和41.2%。等温量热试验表明,放热总量受SAP分子量高低的影响较大,低分子量SAP更有利于降低峰值放热速率与总放热量。抗压强度试验表明,低分子量SAP更有利于控制强度损失。故低分子量SAP在减缩、降低水化热、控制强度损失上较高分子SAP更具适宜性,因此更适合作为RPC内养护材料。     

超高桥塔高强混凝土性能研究及收缩调控

研究目的:为研究沸石砂砾、粉煤灰陶砂与高吸水树脂(SAP)内养护材料对C60高强混凝土性能的影响,分析单掺及复掺内养护材料对混凝土抗压强度、内部相对湿度及自由收缩的影响规律。研究结论:(1)在单掺形式中,内养护引水量为13. 5 kg/m~3时,混凝土减缩效果及力学性能最佳;总引水量为13. 5 kg/m~3时,沸石砂砾与高吸水树脂复掺可进一步降低混凝土自由收缩,二者引水质量比为2∶1时,混凝土28 d收缩值仅为基准组混凝土的36. 1%;(2)通过不同内养护材料引水量与内部相对湿度关系、自由收缩与内部相对湿度关系,回归得到关键参数,建立内养护混凝土收缩预测模型,可实现收缩调控;(3)结合沪通长江大桥主塔大体积混凝土结构,采用MIDAS FEA软件进行混凝土早期抗裂性分析,复掺沸石砂砾和SAP内养护混凝土塔柱在温度与收缩应力共同作用下,其最易开裂部位的拉应力均小于最大容许拉应力,总体开裂风险较低;(4)本研究结果可为大体积高强混凝土应用提供参考。     

灌入保水砂浆后钢桥面铺装洒水降温效果分析

夏季钢箱梁表面的铺装层温度可达60℃,沥青混凝土的蠕变成为突出问题,在行车荷载作用下容易产生车辙。通过在沥青铺装层表面灌入保水砂浆和洒水的方法,可降低铺装层的温度。试验共设计制作3个试块,其中在1个试块表面灌入保水砂浆,通过模型试验研究了普通桥面铺装、带保水砂浆的桥面铺装在不同洒水量下的降温效果。试验结果表明:普通试块的保水效果较差,洒水50 mL后温度降低了4. 5℃,温度回升到洒水前的温度所需时间为50 min;普通试块温度达到60℃用时90 min,而保水试块用时171 min;对于保水试块,洒水量为100 mL时,温度降低了7℃。     

扣件刚度对轨道及饱和地基振动响应的影响

研究目的:修建于我国沿海软土地区的铁路受地基特性的影响在列车高速运行时会产生较大振动,控制列车运行引起的轨道系统及地基振动响应能够有效提高列车的平稳性、舒适性,并减少对周边环境的影响。本文采用轨道系统-饱和地基耦合模型研究饱和地基上轨道系统的振动特性,探讨扣件刚度的选取对轨道振动响应的影响。研究结论:(1)扣件刚度对钢轨位移和加速度响应均有明显影响;(2)增大扣件刚度能够有效减少钢轨的位移响应;(3)增大扣件刚度能够降低低速列车的钢轨加速度响应,但高速列车引起的钢轨加速度响应随扣件刚度的增大有所增加;(4)本研究结论可为认识交通活动中振动现象的本质、解决饱和软土地区列车和环境振动问题、优化轨道系统设计和施工提供理论指导。     

地震液化对地铁工程的危害及对策

研究目的:随着国内各大城市地下空间的不断开发和利用,大断面、浅埋地下结构越来越多,以往震害情况表明地铁结构容易遭受地震作用的破坏,地震中饱和砂土地层的液化是造成地铁结构破坏的重要原因之一,而目前国内外对于地铁地下结构的抗震研究,考虑地震液化的尚少,需研究并提出工程对策。研究结论:(1)地震液化对地铁隧道结构工程有很大的危害性,需采用合理的处理方式进行处理;(2)影响饱和砂土液化的主要因素有三大类:动荷条件、埋藏条件及土性条件;(3)具体工程中应根据液化地层埋藏深度、工程设置条件、工程类型等特点,通过采用控制结构埋深、采用地下连续墙围护型式、加强结构抗浮能力、考虑一定的地震作用附加内力等方式处理地震液化;(4)该研究成果可应用于城市轨道交通车站及隧道工程方案的经济比选及设计中。     

应变控制下的饱和黏性土动三轴试验研究

研究目的:应变控制条件下滞回曲线的形状、演化过程和特征描述等,与应力控制存在一定的差异。本文通过建立一种应变控制下的滞回曲线分析方法,对饱和黏性土的滞回环形态特征、动应力松弛、塑性变形及动弹性模量衰减规律进行研究。研究结论:(1)应变控制条件下黏性土的滞回环,随循环次数增加,由梭形逐渐收缩变成S形,且滞回环高度、宽度逐渐变小;(2)土体产生的塑性变形大小随总应变的增大而增大;(3)在动应变幅值不变的情况下,轴向动应力幅值的衰减主要发生在初始阶段,后期逐渐稳定;(4)等应变控制循环荷载下,土体动弹性模量随振动次数增加而迅速降低,并满足幂函数关系;(5)本研究成果可以应用于饱和黏性土地层中隧道结构的抗震及交通荷载影响分析。     

委内瑞拉北部铁路用WT-1型扣件试验研究

研究目的:为了验证委内瑞拉北部铁路用WT-1型扣件系统的各项性能是否符合其设计技术条件,本文参照《铁路应用-轨道-扣件系统试验方法》(EN 13146:2002),对WT-1型扣件系统进行纵向阻力、抗扭弯矩、绝缘电阻等系列验证试验。研究结论:(1)试验组扣件的纵向阻力为11.3 kN,夹紧力为20.64 kN;(2)试验组扣件的抗扭弯矩大于48.7 kN·m/rad;(3)经过300万次的疲劳试验,试验组扣件的平均动刚度、平均垂向静刚度、纵向阻力及夹紧力的变化值分别为16.62%、12.5%、11.5%和9.2%;(4)试验组扣件的组装电阻为31.42 kΩ;(5)经过300 h盐雾试验,试验组扣件可拆卸、无损坏、能重新组装;(6)试验组扣件预埋套管可承受至少60 kN的荷载作用,且螺栓孔周围混凝土未发现裂纹;(7)试验结果均满足《铁路设备-轨道-扣件系统的性能要求第2部分:混凝土轨枕的扣件系统》(EN 13481-2:2002)的各项要求;(8)本文研究结果可以为有砟轨道扣件系统的设计和试验提供一定的参考。     

模拟饱和潜水条件下低浓度苯吸入毒性研究

饱和潜水作业时苯可作为舱室环境气的污染物之一。在高气压条件下长时间连续吸入低浓度苯的危害性问题尚未引起人们重视。我们拟通过本实验获得对高气压下苯毒理作用的初步认识。材料与方法一、实验动物选用SD纯种雄大鼠24只,体重210～290g,随机分成3组:高压苯染毒纠、高压对照组和常压对照组各8只。各组分別集中笼养。二、模拟饱和潜水条件采用双舱四门式加压舱,主、副舱室容积分别为8和4m~3。模拟30m水深、氮氧饱和潜水15天,     

采用垂穗披碱草恢复青藏铁路取土场植被的试验研究

为恢复青藏铁路取土场植被,试验研究垂穗披碱草在青藏铁路取土场植被恢复中的应用.试验结果表明,垂穗披碱草具有较好的抗寒冷、抗干旱及耐盐碱等特性,在取土场的自然出苗率可达60%,越冬成活率和第2年植物群落盖度均达50%以上,群落地上生物量和地下生物量也分别达到(195.74±41.78)g·m-2,(438.56±160.33)g·m-2.在种子萌发和植物越冬、植物个体生长发育以及人工植物群落特征等方面,垂穗披碱草在青藏铁路取土场表现出较好的适应性.采用高原乡土植物垂穗披碱草以及相应的植被恢复技术措施,实现青藏铁路取土场次生裸地植被的快速恢复是可行而有效的.     

硬质低发泡PVC板材在P65型棚车上的应用

随着我国铁路运输事业的发展和人民生活水平的提高,人们对铁路货车车内运输环境和运输质量提出了更高的要求,迫切需要提高车辆内装材料的水平和档次.选择铁路棚车内装材料时应考虑下列因素:(1)质量轻,装饰性好;(2)对老化、污染、光照等具有良好的耐久性;(3)耐燃性好;(4)价格低廉且易于加工;(5)易于维护保养;(6)不仅能代钢代木,而且可以回收利用,保护生态环境.基于以上几个方面的考虑,在P65型棚车的内装修中,硬质低发泡PVC板材得到了较好的应用,并取得了较好的使用效果.     

高速铁路CFG桩-筏结构沉降控制现场试验

研究目的:通过对京沪高速铁路典型工点现场地基沉降试验研究,掌握CFG桩加固后的深厚松软土地基加固区与下卧层的压缩沉降及地基总沉降变形规律,进一步评价高速铁路CFG桩-筏结构处理深厚层地基的沉降控制效果。研究结论:现场实测数据表明:(1)CFG桩-筏结构路基的工后沉降满足规范要求;(2)下卧层沉降是沉降的主要组成部分,约占总沉降的74%;(3)桩-筏结构的地基沉降控制效果要好于桩-帽-网结构,本文试验条件下,前者沉降约为后者的73.5%~75%;(4)分析表明,对于沉降要求严格的无砟轨道软土路基可优先采用桩-筏基础结构型式。     

线正下桥式车站站房隔振降噪技术措施研究

研究目的:线正下桥式车站具有功能布局紧凑,旅客流线便捷,节约用地及投资的优势。但由于站房位于铁路线路正下方,列车产生的振动和噪声对站房使用及旅客生理、心理感受产生很大的不利影响,所以有必要对桥式车站的隔振降噪技术措施进行深入的研究,将振动、噪声控制在容许范围内,为乘客提供高标准、高舒适度的候乘环境。研究结论:(1)站房采用"桥梁、建筑分离"的结构方式可以在振动和噪声的传播途径上有效减弱其对站房室内声环境的影响;(2)车站的振动和噪声频率均以中低频为主,应根据其频率特征选择恰当的材料和构造做法;(3)站房内外装修装饰材料宜选用轻质材料及弹性构造;(4)室内环境的改善可以增强桥式车站的适用性;(5)本文研究成果可供类似工程借鉴。     

太行山隧道富水宽张裂隙注浆堵水技术研究

研究目的:太行山隧道施工中遇到富水宽张裂隙带,左线长度218 m、右线长度200 m,超前探孔单孔最大涌水量230 m3/h,水压0.8 MPa,围岩为Ⅲ级石英砂岩。施工中先后研究采取全断面帷幕注浆、带水作业、周边注浆等方法。研究结论:(1)三种方法均可以满足开挖要求,施工进度分别为25 m/月、20 m/月、39 m/月,周边注浆处理该类地层更有优势;(2)带水作业必须满足超前探孔单孔出水量小于40 m3/h、总涌水量小于300 m3/h、破碎裂隙段长度小于3 m的要求,否则施工安全和进度无法保证;(3)周边注浆与全断面帷幕注浆相比,注浆孔数量减少59%,注浆时间缩短56%,进度提高56%;(4)全断面帷幕注浆采用2 L/(min·m)作为检查孔出水量标准是合适的,并可适度放宽,周边注浆可采用5 L/(min·m)的标准;(5)本研究成果可在类似富水宽张裂隙地层注浆堵水施工中应用。     

气相色谱法同时测定丙烯腈、苯、甲苯、二甲苯、松节油、苯乙烯

本文选用SE-30色谱柱,同时进行丙烯腈、苯、甲苯、二甲苯、松节油、苯乙烯的分离测定。出峰时间短(2.4min出峰完毕),峰形尖锐,不拖尾。提高柱温或改变量程使二甲苯仅出一个峰,便于计算。本法的平均回收率为99.5％,相对标准偏差在0.004～0.30％,最低检测限分别为1×10~(-3)、3×10~(-4)、5×10~(-4)、6×10~(-4)、2×10~(-2)、5×10~(-3)μg。     

既有铁路基床非开挖旋喷加固效果数值分析

在基床内采用纵向旋喷桩加固措施是我国既有路基结构的一种新型加固方法,目前工程实践尚处于早期尝试阶段,理论研究尚未开展。论文阐述非开挖旋喷加固机理,并率先基于有限元理论建立列车-轨道-加固体路基三维动力分析模型,研究既有铁路路基加固前后基床动力特性变化。计算结果表明:(1)纵向旋喷桩可以有效控制路基面竖向位移,其中,在基床表层中加固效果明显,加固后路基面竖向动位移减少了41.2%;(2)旋喷桩加固后会引起路基面动应力增大,但由于固结体强度大幅增加,增加动应力与材料强度比值减小,所以整体路基结构受力有所改善;(3)非开挖旋喷加固法是一种有效的路基加固方法,适用于既有线路在运营条件下的快速加固。     

循环荷载历史下CA砂浆的动态受压试验研究

研究目的:为研究历经不同循环荷载历史和不同应变速率对铁路轨道系统CRTSI型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的抗压强度、弹性模量和峰值应变的影响规律,进行CA砂浆圆柱体试件历经循环加载历史后,在应变速率为1×10~(-5)~1×10~(-2)s~(-1)时的单轴受压特性试验。研究结论:(1)应变速率和循环荷载历史对CA砂浆的力学性能影响显著;(2)CA砂浆的抗压强度、弹性模量和峰值应变均随应变速率的增大而提高;(3)在相同的应变速率下,CA砂浆的抗压强度随循环荷载次数和循环荷载幅值的增加而降低,最大降低幅度为8.34%;(4)当循环荷载幅值较小时,CA砂浆的弹性模量随循环荷载次数的增加而增大,最大增加幅度为59.17%;(5)在相同的应变速率下,CA砂浆的峰值应变随循环荷载次数及循环荷载幅值的增大呈降低趋势,且应变速率对峰值应变的影响小于循环荷载历史的影响;(6)该研究成果为进一步了解历经循环加载历史后板式无砟轨道的力学性能提供必要的试验依据,进而应用于指导CA砂浆材料优化设计中。     

复杂运行环境下高速轮轨最佳撒砂增黏策略试验

在车轮-钢轨高速接触疲劳试验机上开展水、油和树叶等污染下的高速低黏着和增黏试验,通过最高速度200km·h-1的对滚试验,测得不同第三介质条件下的轮轨黏着-蠕滑特性曲线,研究增黏砂粒径和撒砂量对增黏效果的影响。结果表明:喷撒增黏砂可有效恢复各种污染下的轮轨黏着水平,使200km·h-1下轮轨黏着系数保持在0.18以上,低速下更高;增黏砂粒径在0.4~1.0mm范围内增大或撒砂量在40~100g·min-1范围内增加时,增黏效果均稍稍增强,综合考虑确定试验机的最佳撒砂量为40g·min-1、最佳粒径为0.85~1.0mm;考虑试验机与现场轮轨系统的尺寸差异、运行时复杂气流所致砂粒损失及适当冗余度等因素,建议现场最佳撒砂量为115~175g·min-1、最佳粒径为1.0~2.0mm;喷撒增黏砂会造成车轮接触表面的麻坑损伤,也是造成现场车轮踏面常见麻坑损伤的根本原因。     

铅中毒实验家兔血红素生成及铁动态变化

体重2.0～2.5kg的雄兎分为:(1)铅中毒组:设10和20mg/kg两种剂量,用1.83％和3.66％醋酸铅的5％葡萄糖溶液,每3天皮下注射1次,共10次;(2)溶血组:1％苯肼水溶液,10mg/kg连续给药3天;(3)失血组:隔日兎耳静脉取血7次,每次15ml;(4)低食量组:分70和30g/d合成固体饲料两种;(5)对照组:合成固体饲料120g/d,仅给皮下注射5％葡萄糖。实验结果