铁路路基安全系统在线路检测中的应用

路基检测是新线验收、既有线大中修和病害整治的基础性工作。铁路路基安全系统可检查道碴质量、数量、密实度及排水状况,可根据道碴层厚度的变化,确定道碴囊、承载力不足区域和翻浆冒泥病害位置。系统安装在轨检列车上进行检查时,可同时绘制多个剖面,测量速度100km/h,无须封闭线路。该系统基于多通道和多频率雷达技术,用高速雷达对铁路路基进行快速、连续和全面的无损检测。使用专业的数据处理软件,可得出道碴层的厚度、湿度分布、脏污程度,保护层厚度、湿度分布,路基平整度,基层湿度分布以及路基横截面相关信息,并通过专家系统直接给出路基状态的明确判断。     

高强混凝土受压损伤过程红外辐射特征试验研究

利用红外热像仪观测高强混凝土试件加载过程中红外热辐射情况,研究高速铁路无砟轨道及基础工程混凝土结构受压损伤过程红外辐射特征.结果表明:混凝土试件在荷载作用下向外辐射的红外热量随应力增加而增加;加载初期试件表面温度均匀上升,中期低温区存在升温-降温-再升温的反复过程,加载后期温度上升速度加快,临近失稳前存在短暂的降温过程;整个试件加载破坏过程,高温区域包围低温区域的温度场是热像的主要特征;试块在破裂前,其红外热像会出现清晰的“高低温边界线”.因此利用红外热像技术,可对高速铁路无砟轨道及基础工程混凝土的损伤进行红外无损检测和安全监测.     

某特长水下隧道气动效应试验研究

采用CRH2-061C动车组,以180～320km.h-1速度往返运行,对某特长水下隧道下行线进行气动效应试验研究。研究结果表明:隧道内瞬变压力、列车风、气动载荷和隧道洞口微气压波值均随着车速的增加而增加,车厢内舒适度随着车速的增加而减少;隧道南口的微气压波值、首波压力梯度均小于北口,这主要是由于南、北口的缓冲结构型式存在差异;隧道内附属设施受到的气动荷载、车内气压3s变化值均在相关标准的要求值之内;车速大于250km.h-1时,乘员有耳鸣和不舒适感。根据研究结果提出如下建议:CRH2-061C动车组通过该隧道的合理速度为260km.h-1;开启隧道内联络通道或布置吸能材料以衰减压力波的传播能量;研究制订复合型舒适度控制标准。     

路涵过渡段涵洞竖向压力现场试验研究

路堤填方作用下涵洞竖向压力与路堤填土高度和涵洞宽度之比H/D有直接关系。针对涵顶路基填方作用于上埋式刚性涵洞的土压力问题,在两个不同填土高度(5 m、3 m)的涵洞顶和过渡段路基内埋设土压力传感器,测试分析涵洞和过渡段路基的竖向压力在填筑过程中的变化特性。本工点试验结果表明,涵洞竖向土压力系数K随着填土高度的增加,存在先增大再略有减小至稳定的过程,且填土完成后的设计K值与实测K值之比达到1.16。     

高速铁路隧道结构缺陷致灾机理研究的关键科学问题

以高速铁路隧道健康服役重大需求为出发点,对高速铁路隧道缺陷结构检测及特征、动力荷载特征、力学行为及其动力损伤本构模型、动力响应规律、服役状态演变规律及服役性能评估等方面进行研究;指出研究中的难点:复杂形态隧道缺陷结构表征特征,衬砌裂纹扩展机制及龟裂块体结构的联动作用规律,典型缺陷结构的动力损伤本构模型构建,含缺陷高速铁路隧道三维精细仿真模型构建,以及高速铁路隧道服役状态评价体系的构建和安全阈值的识别;同时指出高速铁路隧道缺陷结构的受荷模式及动力荷载特征、缺陷结构体动力响应规律及其损伤特性、含缺陷高速铁路隧道结构状态从"缺陷→病害→致灾"的演变机制是研究中的关键科学问题。针对研究中的关键科学问题和研究难点分别提出拟采取的解决方法。     

无砟轨道路基上拱原因试验研究

对我国西北地区一路基上拱变形较严重的无砟轨道线路调研后,选择6个典型路基上拱工点进行了现场取样与试验,分析地基土与路基填料的膨胀性、易溶盐含量和矿物成分。研究结果表明:泥岩地基遇水膨胀引起了路基上拱;路基上拱变形与地基土、路基填料中易溶盐含量呈正相关;易溶盐侵蚀水泥改良填料形成钙矾石、硅灰石膏的过程也可能引起路基上拱。建议上拱地段的路基采取防水、排水、疏水措施。     

基于探地雷达的路桥过渡段病害检测识别方法北大核心

由于桥梁护轨与路基的结构差异导致过渡段处探地雷达信号出现边界效应干扰,无法判读该区域路基结构与病害情况。针对这一问题,本文提出了一种探地雷达信号边界效应压制算法。首先定位探地雷达信号中桥梁的里程范围,采用适当的重采样方法,形成滤除桥梁结构的时空过滤筛,再进行常规信号处理,最后将桥梁结构的探地雷达信号移回相应位置,得到最终的处理结果。采用实测数据进行了测试试验。结果表明:经该方法处理后,过渡段处探地雷达图像信噪比显著提高,可以更准确地辨识下沉、含水异常等病害以及道床与基床表层界面。     

不同垫层结构形式复合地基的数值分析

复合地基的受力变形特性与垫层结构形式密切相关.采用ABAQUS软件,针对加筋碎石、水泥土垫层和混凝土板3种垫层结构形式和4种桩间距进行弹塑性数值分析.分析表明,混凝土板的桩顶附加应力较大,加筋碎石的沉降较大;3种垫层桩底平面沉降占总沉降的主要部分,沉降基本一致.桩间距s>2.0 m,碎石垫层的应力增长率显著减小,沉降显著增大;s>2.3 m,水泥土垫层和混凝土板应力增长率显著减小,沉降显著增大.计算结果可供设计复合地基垫层结构形式时研究参考.     

既有线提速路基评估方法综述及进展

我国铁路修建时期,设计标准、建设方法、使用状态、路基土质等差异较大。随着列车速度的提高,路基状态变得异常复杂,因此提速前对路基状态进行评估十分必要。我国既有线路基评估技术在某些方面存在一定的局限性。在借鉴国外既有线路基评估的检测方法基础上建立一种路基综合评价系统架构,核心是路基全面普查与局部直接勘察相结合。该方法的优点是评估速度快,不干扰行车,针对性强。另外,根据需要研究了一种新的局部勘察检测方法——路基动位移测试系统,京九线现场实测证明,采用该方法检测既有线铁路路基动位移是可行的。     

跨孔地震CT技术在桩基检测中的应用

桩基上部结构施工结束后若桩基出现病害,工程中常用的桩基无损检测方法较难实施。为了快速准确地检测桩基的完整性,本文首次尝试将跨孔地震CT技术应用于管桩的无损检测中。通过现场试验对单桩、多桩及无桩位置进行检测,发现跨孔地震CT技术对测试孔位布置要求较高,用于单桩检测时其精度高,准确性好,效果最佳。跨孔地震CT检测不仅可以准确反演出整个桩身情况,而且可以反演桩周及桩端地层分布情况。当测试孔横跨双桩或多桩时,地震波会出现重叠和干扰,检测效果不佳。