铁路沿线局部抽水对路堤安全性的影响

高速铁路路基的不均匀沉降是影响高速列车平稳运行的关键因素,而造成路基不均匀沉降的一个重要原因是高速铁路沿线的地下水开采。本文基于PLAXIS 3D对高速铁路沿线抽水井降水导致的路堤沉降进行数值仿真分析。结果表明:抽水后场地的沉降和孔压均呈漏斗状分布;停止抽水后土体发生回弹,回弹后的沉降值形成一条稳定的曲线。路基中部沉降量可作为判断抽水井危险性的指标。     

抽水引起的土层与地面沉降规律

抽水引起地面沉降的相关科技文献数量极多,除了少部分复杂的数值计算可以将流固耦合作用、土的本构关系等因素全面考虑之外,绝大多数基于分层总和法的沉降计算未考虑土层径向相邻点位移差引起的摩阻力,且个例的计算结果难以充分证明某些内在的沉降规律。本文基于竖向分层、水平微分的思想,选取柱坐标下任一土层中的土体微单元,考虑其因水位降低引起的有效应力增加和摩阻力导致的有效应力减少,基于土体一维压缩变形本构关系,建立该层土体微单元偏微分控制方程,联立各层获得多层偏微分方程组。经求解得到上述方程组的理论解析解,解析解显示各层分层沉降值和地面沉降值与井距的对数呈线性关系。用国内外抽水导致地面沉降的3个实测数据验证了该规律,此规律可用于推算非实测点的沉降值,具有广泛的工程应用价值。     

抽水地面沉降中含水层渗流变形耦合模型研究

研究目的:上海和常州的地面沉降观测数据表明在深层抽水时含水层会发生较大的压缩变形,从而导致含水层渗透性的变化,但在现有模型中含水层变形通常被忽略.针对这一问题,本文提出可以考虑抽水过程中含水层渗透性随水位降深发展的实时变化的渗流-变形耦合模型.研究结论:(1)砂性土中孔隙比与渗透系数在半对数坐标中的线性关系;(2)上海...     

某水源地地下水开采引发地面沉降对济青高铁的影响分析

以某水源地为研究对象并建立模型,采用Visual Modflow软件对地下水位进行数值模拟,分析浅层地下水开采引起地面沉降的特点及对拟建铁路的影响,提出针对性的防治对策及工程措施,供高速铁路勘测、设计及施工参考。     

群井抽水试验及地面沉降分析在天津某地铁车站中的应用

随着基坑开挖深度的增加,深基坑工程的承压水问题日益突出,对于受承压水影响的深基坑工程,群井抽水试验的作用十分重要.针对天津市某地铁车站群井抽水试验及地面沉降进行分析,该抽水试验结果及结论为类似工程的设计、施工及风险控制提供了依据,尤其是对于天津滨海新区后续轨道交通线路的建设具有借鉴作用.     

铁路沿线某边坡稳定性综合评价

边坡稳定性分析经历了一个由定性分析到定量评价的阶段。综合考虑天气状况、地层岩性及产状、历史上经历的构造作用以及人为因素的影响,利用岩体质量分级RMR法、赤平投影法、折线滑动法等方法,对边坡进行定性、定量分析评价。     

某地铁车站抽水试验及降水方案数值模拟

以常州某地铁车站项目为对象,针对地铁车站降水施工,先进行抽水试验,然后针对抽水试验开展数值仿真分析;并在获得有效结果的基础上,展开整个降水施工的数值仿真模拟,依据可靠的仿真分析结果,优化了降水设计。地铁车站的施工过程中,地下水位和水头均在设计控制范围内,降水方案确保了施工安全,使后续施工按期完成。     

水井抽水引起地基沉降影响范围探讨

研究目的:地下水开采是引发地面沉降的的主要原因,且集中抽水引起的不均匀沉降会对高速铁路工程造成严重危害。因此,研究水井抽水引起地基变形过程,合理估算地基沉降范围,用以指导地面沉降区内的高速铁路选线及采取可靠的防治措施。研究结论:(1)基于离心模型试验结果,采用数值模拟方法模拟分析了不同深度条件下水井抽水引起地基沉降的规律和影响范围,模拟结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离水抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势;(2)不同深度抽水时引起地面沉降过程及影响范围有所不同,浅层抽水时不均匀沉降较为严重,影响范围较小,深层抽水时地基沉降较平缓,但影响范围较大;(3)承压水单井稳定流抽水引起的地基变形影响范围与含水层渗透系数负相关,与开采量正相关,若控制地下水开采量,其变形影响范围是可以控制的,一般不会超过1 000 m;(4)当高速铁路经过地面沉降易发区时,需采取绕避集中抽水区域、封井、禁采、限采及控制地下水开采量等多重措施;(5)该研究成果可指导高速铁路选线和铁路沿线地面沉降防治等领域。     

铁路沿线联合沙障阻风固沙机理的数值模拟研究

目前铁路上常见风沙病害即为风蚀和沙埋,为保证铁路运输安全,基于欧拉-拉格朗日离散模型,对前期已确定设计参数的由透风栅栏及固沙砖沙障的联合沙障优化措施对路堤周围风沙流场积沙分布的防护效果进行研究分析。结果表明：由于透风栅栏的作用,其后风速降低约50%,部分风沙流受阻抬升导致流场4.5 m以上形成风速加速区;透风栅栏与固沙砖沙障联合作用,在距地面近2 m处风速小于5 m/s,有利于沙粒的沉降,路堤上已沉积在表面的沙粒也不易再次移动;路堤顶面风速降低23.5%,更有利于平稳输导风沙流,减少人工清沙频率,提高防沙效益;联合沙障优化措施在参考风速为分别为5.93、10.38、18.67 m/s时均可有效净化来流风沙;联合沙障有效颗粒防护率可达到89%以上,针对粒径d≥0.1 mm的颗粒,3种入口风速的防护率分别为99.9%、93.6%、94.7%。     

某新建铁路沿线生活饮用水水源调查与分析

为掌握某新建铁路沿线生活饮用水水源卫生状况,对沿线4个地点的水源水质进行了现场调查、检测分析和卫生学评价。结果表明,水源水质均未达到国家生活饮用水卫生标准,其中最多有8项指标超标,最少有2项指标超标,在未采取相应措施前不宜用做生活饮用水。建议水源管理单位根据超标情况,增设净化、除铁、除锰和消毒设施,以达到饮用水卫生标准。     

宁波轨道交通某车站深基坑工程承压水降压抽水试验及数值模拟

为降低深基坑工程由于地下水诱发的风险,有必要通过抽水试验确定各地层(特别是承压含水层)的水文地质参数.针对宁波轨道交通某车站深基坑工程,首先通过现场不同降压工况的抽水试验,获得了不同土层的水文地质参数.在此基础上,运用三维非稳定流有限差分法分析了降压方案的可行性,为今后类似工程的设计和施工提供了借鉴.     

基于多层面的铁路沿线综合开发研究

随着铁路沿线综合开发研究工作的开始,能否促进铁路可持续发展、达到铁路与地方经济发展共赢是关键所在。从铁路和城市互动发展的高度出发,结合铁路贯穿的区域城市分布、产业结构、城市规划、站点特点等,提出了城市中心、城市边缘和新城区两种商业定位方法以及站点开发的3种方式,即:结合车站本体的综合开发,枢纽上盖综合开发,车站周边地块开发。通过分析研究和归纳总结,指出铁路沿线综合开发应多层面、多角度进行综合考虑,在逐步探索中科学有序推进,对国内铁路沿线综合开发的推广有积极的借鉴意义。     

多孔介质方法对铁路沿线沙障模拟的适用性分析

为模拟细孔透隙式铁路沙障的流场特征,鉴于此类模拟建模的困难性,采用CFD数值模拟程序,基于三维模拟的多孔介质条件对阻沙固沙网和防风沙直立栅栏的流场特征及压力变化进行模拟分析。通过边界条件和参数的合理控制得到:直立栅栏流场的数值模拟结果与风洞实验下的流场速度变化相似;由于栅栏的整流作用,在多孔介质模拟方法下沙障后出现明显的减速恢复区,并在其后逐渐恢复为与入口相同的风速廓线流;结合全断面PE网风洞试验,采用多孔介质模型可以得到与试验数据相吻合的模拟结果,且压降随入口速度的增加明显增大;由模拟结果可知,通过参数的合理控制,多孔介质方法可较好地反映此类沙障的流场变化。     

山区铁路沿线暴雨泥石流预报的研究

泥石流发生是灾害性降雨过程和流域内不稳定的松散物产状与制约水、沙输移的河沟条件所决定的，解决泥石流预报中的时、空因素，可以通过每小时接收卫星云图的信息分析决定。对某一流域内能否发生石流的预报，则由降雨条件函数和地面环境动态函数组合的量级决定。本研究对铁路３个预报试验区、黄河水利委员会３个水土保持科学试验站的大量观测试验资料进行了统计分析，完善了“山区铁路暴雨泥石流中短期预报的研究”中提出的泥石流组     

拉伊铁路沿线站场布局方案研究

拉伊铁路是尼日利亚铁路现代化铁路网主骨架之一,基于线路建设概况、线路功能定位,分析了全线车站分布,结合车站平面及纵断面设计原则,考虑车站定位及工作量,对拉伊铁路越行站、中间站及拉各斯地区车站共7个站场布局方案进行了针对性设计。研究结果表明：站场布局方案的设计需要综合考虑车站定位、客货运量、远期规划等因素,沿线共设1个始发站、1个越行站及5个中间站,近期规划各车站旅客列车、货物列车对数相同,远期规划拉各斯车站旅客列车最多,Olodo越行站不办理客运作业,Olodo越行站、Omi-Adio中间站及Papalanto中间站均不办理货运作业。布局方案对优化站场布局、保障线路运营起到了积极作用。     

铁路沿线光伏供电系统优化设计方法研究

离网式太阳能光伏系统是解决铁路沿线设施电气化运维用电需求的必要途径。《光伏发电站设计规范》(GB 50797―2012)等相关规范的规定或建议一般以年最大发电量为目标,主要面向均衡性负载和并网发电,直接用于铁路沿线时存在盲目性。针对铁路沿线特殊的用电场景与负载需求,提出了铁路沿线离网式光储系统的组件匹配原则及设计流程,构建了面向任意时间跨度的光伏供电系统优化设计模型,并基于Python语言编制了计算程序。模型包括太阳辐照量模型、光伏阵列倾角及间距模型、发电量模型、光伏组件数量及串并联方案模型、蓄电池模型、控制器模型及逆变器模型等。计算程序实现了光伏阵列最优倾角的自动搜索,可以针对不同地理位置、用电量和用电时间跨度(月、季节、年等)的负载需求,并考虑气象条件、组件性能衰减等因素的影响,完成光储系统的设计选型和安装方案优化。在准池铁路的实际应用表明,一年中光伏阵列在各月对应的最优倾角存在明显差异,6月达到最小值16°,12月达到峰值69°。以全年、夏半年、冬半年的最大总辐照量为目标时,最优倾角分别为46°、25°、61°。对于案例中冬季型负载,采用基于本文模型的设计方案相比规范建议方案节省...     

铁路沿线风吹雪灾害及其防治研究

新疆精—伊铁路经过的风吹雪灾害多发区最大风速平均值为14 0m·s-1,30年一遇的最大风速与最大积雪深度分别为20 3m·s-1和160cm,平均冬季降水量153 2mm。在风吹雪多发区,铁路风吹雪灾害的主要类型是路堑型风吹雪沉积,其次是低填路堤型风吹雪沉积。路堤低、路堤边坡平缓,路面上易发生风吹雪沉积;路堑边坡的角度越小、路堑越深、路堑走向与主导风向的夹角越小,风吹雪沉积越不易发生。在风吹雪害多发区,铁路路堤设计的适宜高度为200～1500cm。风吹雪的防治应以设防风吹雪走廊和下导风板为主,并辅以侧导板和挡雪墙等。     

张吉怀铁路沿线页岩气对隧道的影响研究

本文在充分收集资料和现场调查的基础上,采用钻探、测井、现场录井和解吸、样品分析测试等方法,对张吉怀铁路沿线页岩气对隧道的影响进行综合分析评估。测井结果表明张吉怀沿线页岩地层地温及孔内自然伽马处于正常值,气测量整体偏低;含气性结果表明页岩气含量低,一般含气量0. 005～0. 030 m3/t;室内试验结果表明有机碳含量极低～偏低,成熟度Ro有机质转化率含量低～较低;孔渗测试结果表明页岩地层属于特低孔低渗储层,不利于页岩气的储集。总体来说张吉怀铁路沿线寒武系、志留系页岩气对隧道的影响较小,可不按瓦斯隧道进行设计。本文所采用的页岩气隧道测试技术和评价方法可供类似工程参考。     

数值模拟方法在地铁抽水试验中的应用

研究目的:抽水沉降是由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低或损失的一种环境地质现象.作为世界各国日趋严重的主要地质灾害之一,如何在室内真实模拟现场抽水沉降,以及不同土体抽水沉降之间的内在关系的研究,具有十分重要的理论意义和工程应用价值.研究结论:结合南京地铁工程实际工况,采用三维有限元软件ADINA进行建模分析,得出了该工程抽水沉降的模拟结果,结论与现场抽水和室内实验所得结果基本吻合,为抽水引发沉降预测提供了科学的数值依据和较为精确的预测.     

铁路沿线站区卫生诊断技术研究

目的通过研究现代铁路沿线站区卫生保障服务理论,探索适宜的站区卫生诊断技术与实现方式。方法针对铁路沿线站区基本情况、卫生学现状等开展调查,通过卫生学统计分析,明确主要卫生问题及相应对策,从而确定沿线站区卫生诊断技术模式及其实现方式。结果研究确定了铁路沿线站区卫生诊断技术的理论基础、主要内容及实现方式。结论通过研究确定了适宜的铁路沿线站区卫生诊断技术,为铁路沿线卫生保障服务提供了技术支持。