铁路路基压实质量连续检测指标的相关性及影响因素

依托兰张(兰州—张掖)铁路施工段开展现场试验,对路基压实质量检测指标之间的相关性及影响因素进行分析,研究了激振力、碾压速度对压实计值(CMV)变异系数的影响;基于回归分析得到CMV与动态变形模量E_vd、土体刚度G_eo、压实度K等压实质量检测指标之间的相关系数,并比较了不同压实工艺对CMV相关性校验的影响。结果表明：激振力引起的CMV变异系数偏差为6.74%～7.39%,碾压速度引起的偏差为1.46%～2.11%,激振力对CMV稳定性影响更大;激振力对CMV相关性校验影响显著,而碾压速度和碾压遍数对其影响较弱;鉴于CMV和Evd检测的便利性及两者之间良好的相关性,进行路基压实质量连续检测时宜采用CMV连续检测为主、传统E_vd检测为辅的方法,并在连续压实控制中尽量保持激振力稳定。     

基于地统计学方法的铁路路基压实均匀性评价

针对现行铁路路基压实均匀性评判体系中未考虑压实不合格区域的空间分布特征,结合沪昆高速铁路路基试验段的现场压实试验,研究采用地统计学中基于点密度的样方分析(QA)法和基于点距离的最近邻点指数(NNI)法,判断铁路路基压实不合格区域的空间分布特征。研究表明:当铁路路基的压实不合格区域呈分散分布时,QA法和NNI法均能做出准确的判断;当压实不合格区域呈集中分布时,QA法由于受压实区域样方划分方式的影响而会出现部分误判,但NNI法仍能做出准确判断;因此,在铁路路基压实均匀性评价中NNI法更适合用于铁路路基压实不合格区域空间分布特征的判断。     

基于连续检测的高速铁路路基压实质量控制方法

针对传统检测方法无法满足路基压实质量实时、全面控制要求的问题,开展了高速铁路路基碾压足尺模型连续检测试验,分析了路基压实过程中振动轮振动能量变化规律,建立了能量压实值与动态变形模量、地基系数和压实度的相关关系,对基于连续检测的路基压实程度、压实稳定性和压实均匀性进行分析。结果表明：振动轮振动能量随碾压遍数增大而增大,能量压实值与常规检测指标具有强相关性,可以作为高速铁路路基压实质量连续检测指标;采用考虑90%置信水平预测区间下限的压实质量连续控制值判断路基压实程度更符合路基实际压实状态;碾压区域内能量压实值平均增长率应小于2%,出现过压现象时应停止碾压;碾压结束后,各检测单元能量压实值应在碾压区域平均能量压实值的80%～120%范围内。     

高速铁路路基连续压实质量检测指标CMV影响因素分析

为定量分析振动压路机工艺参数对压实质量连续检测参数的影响程度,基于正交试验设计原理,以压实质量连续检测指标CMV值为研究对象,以振动压路机振幅、振动频率、碾压速度以及行驶方向为影响因素,在沪昆高铁芷江试验段开展压实质量连续检测试验。研究结果表明:振幅、振动频率和碾压速度对CMV值的影响高度显著,行驶方向对CMV值的影响显著,影响程度依次为振幅振动频率碾压速度行驶方向。根据CMV值的变异系数确定使CMV值最为稳定的振动压路机压实工艺参数,并以稳定状态下的CMV值为基准,建立回归方程,对其他压实工艺参数条件下的CMV值进行修正。     

基于连续压实质量检测的压实薄弱区域评价指标研究

压实薄弱区域评价是铁路路基填筑工程连续压实质量控制与验收的重要内容。本文针对现行压实薄弱区域评价体系未综合考虑薄弱区域压实指标、面积以及空间分布的问题,提出压实体积的概念并定义薄弱区域压实指标、面积综合评价指标U,引入地统计学中的最近邻指数法并确定薄弱区域空间分布评判指标R。结合沪昆高速铁路路基试验段现场试验数据,比较现行压实薄弱区域评价指标与新指标U、R的评价结果,结果表明:综合使用指标U、R能够较全面地评价薄弱区域质量,新指标U、R的验收目标值分别为1%和0.5。本文研究为进一步完善铁路路基填筑工程连续压实质量评价体系提供了新方法。     

基于机-土耦合模型的铁路路基连续压实质量控制方法

连续压实技术可有效保障路基压实质量,但由于连续压实检测方法和常规检测方法的检测范围相差较大,导致现场试验结果离散性较大,限制了连续压实技术的进一步推广。为建立连续压实检测结果与路基物理力学性质的关系,建立了考虑压路机行驶的机-土耦合模型,并提出了模型参数确定方法。分析了土体剪切模量对振动轮加速度时频域特性、机-土相互作用力以及连续压实质量控制指标的影响,并与路基碾压足尺模型试验结果进行对比。结果表明,模型能够准确反映机-土系统的动力特性。基于机-土耦合模型,提出了一种铁路路基连续压实质量控制方法,实现了根据铁路路基设计参数直接确定连续压实质量控制指标的合格值,为铁路路基连续压实质量控制提供了理论依据和新的实现方法。     

基于振动能量的新型高速铁路路基压实连续检测控制指标研究

针对现有高速铁路路基连续压实检测指标的不足,通过分析路基压实过程中振动轮与填料间能量的传递特性,提出基于振动信号能量的高速铁路路基连续压实控制指标CEV,并与传统的CMV指标进行对比验证其有效性,主要研究结论有:随压实遍数的增加,填料的密度、刚度呈现出先增大后稳定的趋势,在填料由松散状态变为密实状态过程中,振动信号所携带的能量同样呈现出先增大后稳定的趋势;结合能量守恒定律,以振动轮振动信号所携带能量的变化特性来反映整个压实过程中的能量交换,利用振动信号能量谱的形式对其进行表征,并以此作为连续压实控制指标,判定填料的压实程度。建立CEV指标和动态变形模量Evd间的相关关系,其相关系数均大于CMV指标,表明所提出的CEV能量指标在路基连续压实控制中是可行的。     

动力连续同步检测技术(CCC)在无砟轨道路基填筑质量控制、验收中的应用

结合动力连续同步检测技术在国外无砟轨道路基建设中应用的经验,重点讨论与岩土工程密切相关的课题,如动力参数和路基刚度/密实度的相关性、填土种类和含水量对相关性的影响、参数标定以及路基验收的方法和条件,包括标定函数、质量要求和适用范围。并以德国某无砟轨道高速铁路路基检测标段实测结果为例,介绍动力连续同步检测技术的工程实际应用。     

戈壁地区高速铁路路基填筑试验研究

通过兰新铁路第二双线路基试验段某工点戈壁土现场填筑试验,采用地基系数、静态变形模量、动态变形模量、孔隙率4种参数对路基质量进行检测,探讨戈壁土的物理特性、含水率、碾压机械、压实厚度等不同施工参数对压实效果的影响,提出合理碾压组合工艺。由力学检测指标间相关性分析表明各指标间具有一定的相关性,但相关性一般。由物理检测指标间相关性分析可知孔隙率检测标准有待减小。提出戈壁地区压实检测标准建议值,现场实测时建议以地基系数和孔隙率或压实系数为主,可有效保证填筑质量,加快施工进度。研究结果可为类似工程质量控制、检测提供参考。     

铁路路基质量检测试验对比分析

质量检测是新建铁路路基工程施工中重要的一环。本文在室内建立模型路基,用不同的检测方法进行检测,得到不同压实度条件下铁路路基质量检测指标的量值。经对比分析,将路基质量检测指标划分为表征路基压实状况的指标、表征路基刚度或变形性状的指标和表征路基承载力或强度的指标等3类,探讨同类型指标之间的关系。结果表明,压实度K与孔隙率n具有很好的相关性,两者之间呈线性关系;地基系数K30、变形模量Ev1和Ev2、动态变形模量Evd具有较好的相关性,宜选择Ev1和Ev2、Evd作为路基刚度评价的控制指标;建议在路基质量检测中增加强度或承载力检测指标。     

客运专线路基压实检测指标的试验研究

针对我国客运专线路基压实检测方法和检测指标过多,利用武广客运专线岳阳段2种典型填料的击实试验和现场4种检测方法的检测结果,对路基压实检测方法与检测指标进行分析.研究结果表明:对中、粗颗粒填料用统一的孔隙率来控制压实度具有不合理性,基床底层的28%和本体的31%的孔隙率要求与相应的压实度95%与92%不匹配;一次变形模量E(ι1)和地基系数K_(30)之间有较好的相关性,可用同一函数进行拟合,当K_(30)为150 MPa/m时,E_(ν1)约为35 MPa;建议完善路基压实检测方法,修正检测指标以保证路基压实质量,简化路基压实检测的程序.     

戈壁地区高速铁路路基压实指标研究

通过对兰新铁路第二双线路基试验段工程4个工点路基压实质量K30,Ev2,Evd,孔隙率n4项检测指标结果及相关性的分析表明:力学指标Evd与k30,Ev2与K30由于受填料种类、级配等的影响,其直接线性相关性较差,但Evd与K30,Ev2与K30可以用同一函数拟合,其间接相关性良好;由Ev2与K30拟合函数分析表明,现...     

京沈客运专线路基连续压实控制技术

路基作为高速铁路相对薄弱的结构,其填筑压实质量控制已成为施工关键环节。结合京沈客运专线TJ-10标路基施工压实质量控制实际,介绍了路基连续压实控制技术的原理、特点,重点阐明了其工艺过程,为在类似工程推广应用连续压实控制技术提供参考。     

铁路路基连续压实技术质量控制研究

连续压实质量控制是一项较新的路基压实质量控制理论,是基于北斗星定位系统和BIM的优势提出的新型压实方法,通过北斗星定位系统和BIM系统实现路基施工的实时碾压和检测的技术施工模式.本文通过对连续压实质量控制理论分析,结合现场试验段的压实与质量控制全过程的方案制定和流程设计,验证了连续压实施工技术的优越性和质量的可控性,为...     

考虑碾压参数影响的压实质量连续检测结果修正研究

为降低压路机行驶速度、行驶方向、振动频率等碾压参数引起的压实质量连续检测结果CMV误差,以动态变形模量E_vd为修正目标,基于极限梯度提升XGBoost算法和多元线性回归方法分别建立CMV修正模型,对比修正模型的适用性,并分析各碾压参数对CMV误差的影响。研究表明,XGBoost修正结果与E_vd的相关系数高达0.8且误差仅为1.7%,而多元线性回归修正结果与E_vd的相关系数仅为0.65且误差高达9.2%,XGBoost修正模型更适用于降低由碾压参数引起的CMV检测误差。高速行驶会造成CMV存在显著的负误差,行驶方向的不同使CMV产生大小相当但正负相反的误差,振动频率对CMV误差的影响是非线性的且与频率的取值有关。最后根据现场压实检测数据的修正结果验证了XGBoost修正模型对降低CMV检测误差的可靠性。     

波速测试检测路基压实质量的试验研究

路基施工质量监测仪是为快速检测路基压实质量而研制的轻便仪器 ,为检验该仪器的应用效果 ,在实验室内进行了波速VR 与地基系数K3 0 值对比试验。试验结果表明 ,波速测试检测路基压实质量的技术可行 ,试验结果可靠 ,仪器操作方便     

高速铁路路基振动压实理论与智能压实技术综述

高速铁路路基智能压实技术是智能高速铁路建设的重要组成部分.在文献分析的基础上,从路基填料振动压实机理、机土耦合模型出发阐述高速铁路路基振动压实理论现状,以及目前高速铁路路基压实质量连续检测、路基智能压实技术的研究进展,提出高速铁路路基振动压实理论与技术的发展方向:深化振动压实过程填料细观演化与振动压实特性的联系研究,在...     

道砟压实质量与颗粒运动关联特征及内在机制研究

级配较为均匀的道砟其捣固(压实)质量对铁路有砟道床的服役性能起着至关重要的作用.然而,目前尚无统一的标准或规范可用于指导和控制道砟捣固(压实)参数选择,传统的路基填料压实也未能考虑散体颗粒的自组织行为和细观运动特征等.基于正交设计方案开展缩放道砟级配的室内旋转压实试验,在试样的不同位置预置了新型智能颗粒传感器用于监测旋转压实过程中颗粒的运动参数,揭示道砟压实质量与颗粒运动参数的关联特征,从颗粒细观运动角度探究压实机理,提出考虑颗粒细观运动特征的压实度控制新指标.研究结果表明:智能颗粒传感器可用于测量旋转压实过程中粗颗粒的细观运动参数;3个方向的相对旋转模式与旋转压实过程中试样干密度和高度的变化直接相关,据此可将压实过程分为初始压实、旋转压密和稳定压密等3个阶段;试样上部位置处智能颗粒传感器的相对转角可作为新的压实度控制指标.研究成果有望为铁路道砟的室内外压实技术选取和压实质量控制提供技术参考和指导.     

碎石路基压实连续控制的试验研究

结合碎石路基工程实例,介绍压实连续控制的动力学方法的应用试验研究,分别从压路机性能参数、压实程度、压实均匀性等方面进行了实时监测与控制,达到了预期的目的,得出了原位试验结果与动态评价指标之间为正向关系的结论,进一步验证了理论分析的结果,为实际应用提供了必要的依据。     

CRTSⅢ型无砟轨道基础结构冲击试验与数值分析

利用CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基系统实尺模型开展落轴冲击试验,同时运用Ansys/LS-Dyna软件进行轨道-路基落轴冲击动力有限元模拟分析,在试验结果和数值结果对比验证的基础上,系统研究落轴荷载作用下轨道和路基结构动应力分布规律,比较落轴高度和加载位置对动应力分布的影响。研究结果表明:试验结果和数值结果具有较好的一致性,两者可以相互验证,互为补充。轨道结构各层动应力均在钢轨正下方达到最大值,动应力幅值沿线路横向分布总体上呈驼峰形分布;沿线路纵向大致呈正态分布,自密实层应力幅值在板端附近有明显地回弹。路基动应力幅值底座板宽度范围内,沿横向分布比较均匀,在底座板宽度范围外快速衰减;沿线路纵向大体上呈正态分布;路基动应力幅值沿深度的衰减速度随着深度的增加而减小,在基床内衰减较快,基本呈线性或者分段线性衰减,在路基本体内衰减非常缓慢。轨道和路基动应力幅值总体上随落轴高度增加而线性增加,但沿线路纵横向分布规律不变。相对于板中加载,板端加载时轨道和路基各层面动应力幅值均有所增大,越靠近加载点增幅越明显,但是2种加载条件下轨道和路基结构应力幅值分布规律基本一致。