采空区铁路工程地质选线研究

研究目的:为更好指导采空区铁路勘察选线工作,系统总结采空区铁路勘察选线设计的基本流程,提出采空区铁路选线安全距离计算方法、相关参数标准及选线途径。研究结论:研究表明,在不同等级铁路安全距离计算中,应采取相应的岩移角选取标准,高速铁路及无砟轨道客运专线应采用边界角,而普速铁路可采用移动角。结合工程实例,提出采空区铁路工程地质选线的方法和途径,包括线路方案比选——在矿区外围选线、局部方案优化——在矿区内选线,以及基于采空区变形计算和监测的铁路选线。     

深埋水溶采空区铁路选线与防治措施研究

研究目的:中南地区一硝盐矿区采用水溶法开采地下500 m深度的盐矿,采空区地表变形严重,铁路枢纽货车外绕线拟穿越该矿区,工程风险大。本文基于地表实测变形数据,研究水溶开采诱发地面变形特征,采用自然平衡拱理论结合物探方法分析地面塌陷风险,确定合理的线路通道,并提出穿越深埋水溶采空区铁路的综合防治措施。研究结论:(1)采空区地表存在两个累计沉降量达927 mm和843 mm的沉降中心,沉降中心位于矿柱上,水溶采空区已发生连通;(2)南通道覆岩破坏严重,覆岩垮塌至地面风险高,北通道覆岩相对完整,仅局部井身破碎漏失,工程地质条件相对好,确定北通道为铁路通道;(3)预测停采后地表移动延续时间小于施工工期,提出了矿区停采、封井、路基沉降加宽等综合防治措施,施工期地面变形追踪监测显示,综合防治措施抑制地表变形效果显著;(4)采用泊松函数预测铁路最大工后沉降4.1 cm,满足通车条件,外绕线铁路于2020年8月正式通车运营;(5)本研究成果可为类似复杂采空区铁路选线与处理提供参考。     

高速铁路紧邻深厚采空区稳定性分析及对策

研究目的:随着高速铁路的快速发展,铁路选线难免会受到深厚采空区的影响制约,此采空区具有覆盖层厚、煤层埋深大、煤层厚、开采后易引起地表大范围变形等特点;采空区的地表变形对高速铁路安全存在着重大安全隐患。准确查明采空区的边界条件及评价场地稳定性是保证铁路安全的核心问题。本文以高速铁路紧邻煤矿深厚采空区为工程实例,通过采用综合勘察技术方法查明深厚采空区的工程地质条件及边界条件,并经地表变形监测综合分析评价场地的稳定性,为铁路留设保安矿柱及采取工程防护措施提供可靠的依据,进而保证高速铁路安全稳定。研究结论:(1)通过采用煤矿采掘资料、地表变形调查、物探探测及深孔钻探等综合勘察方法,综合确定了深厚采空区的边界范围;(2)根据地表变形监测成果及InSAR解译形变趋势,经时效性分析,综合评价了采空区的稳定性;(3)采用概率积分法预测计划开采区的地表变形影响范围,合理地确定了保安矿柱的留设宽度;(4)提出了铁路工程的防治对策及煤矿禁采措施;(5)本研究结论可为类似采空区稳定性分析提供参考。     

某采空区沉陷现状及残余沉降预测研究

研究目的:采空区残余沉降预测是采空区建筑地基稳定性评价理论的重要内容,对研究采空区上方建筑物抗变形优化设计及地基沉降变形预测预报有着重要意义。本文根据采空区的工程地质概况,选择合理的地表沉陷预测模型;通过地表沉陷预测程序,结合采空区移动时间及地表分析,对铁路沿线地表沉陷进行预测和分析,为线路方案比选提供地质依据,达到铁路工程跨越采空区地质选线的目的。研究结论:(1)针对本采空区开采时间跨度大、回采率低的特点,地表移动变形预测可采用概率积分法预测模型;(2)采空区边界可以通过开采方式、煤窑井口、钻孔数据和地面塌陷情况综合分析确定;(3)通过残余沉降、倾斜、曲率变形量以及影响线路长度等参数可以看出,该段线路穿越老采空区采用长桥方案更切合实际;(4)根据预测残余移动变形影响边界对长桥方案进一步优化,经实际工程验证,成果可靠;(5)该研究成果可为类似跨越采空区铁路工程地质选线提供借鉴。     

某石棉矿采空区对铁路的稳定影响分析

拟建铁路线位穿越一个规模较大的石棉矿区,分析研究石棉矿区的地层结构、矿层分布深度和范围以及开采方法等因素,选择合理的计算模型和参数,确定石棉矿采空区的塌陷稳定影响范围及其对铁路稳定性的影响,从而确定线位和走向方案。     

田德铁路小龙煤矿采空区的地质选线

研究目的：田德铁路在右江盆地中通过小龙煤矿采空区,其稳定性对铁路走向影响较大。文章通过分析和评价采空区的稳定性,为铁路地质选线提供重要的参考依据。研究方法：通过对采空区的地质状况、开采情况及地表变形进行详细的调查和观测,并参照有关理论对采空区进行稳定性检算,分析和评价采空区的稳定性。对3个线位方案进行比较,提出合理的方案设计方案。研究结果：小龙煤矿采空区地表变形明显,处于移动和变形的活跃期,预计最大下沉量约为1.61 m。研究结论：采空区稳定性较差,工程处理难度大,费用高,建议线路绕避采空区,推荐投资较省的CK方案为贯通方案。     

南京锶矿开采对高速铁路安全影响分析

采矿形成的采空区可引起地表塌陷变形,开采过程中抽排地下水及爆破作业等也有可能对周边建筑产生不利影响。结合工程地质、水文地质条件及工程资料,对南京锶矿开采对矿区附近通过的高速铁路安全影响进行了分析及评价,为南京锶矿正常开采及高速铁路建设及运营安全提供了依据。     

成达万高速铁路铜锣山隧道煤矿采空区勘察及评价

新建成都至达州至万州高速铁路铜锣山隧道横穿川东平行岭区的铜锣山背斜构造,三叠系须家河组含煤地层出露于狭长的条形山脉两翼,可采薄煤层较多,且开采历史悠久,形成“条带状密集连片、多层交错分布”的煤矿采空区。由于煤矿采空区变形影响范围大,持续时间长,对沉降影响敏感的高速铁路无砟轨道影响极大,因此确定采空区的影响范围,评价其对隧道工程的影响成为研究重点。通过采用调查走访、井下测量、物探及钻探验证的综合勘察方法,查明采空区分布边界及高程,通过相关规范及同类地层地表观测数据综合确定岩移参数,再结合预留维护带宽度确定采空区影响范围。研究结果表明,铜锣山隧道位于采空区影响范围外,采空区对铜锣山隧道基本无影响。     

新建连盐铁路磷矿采空区地质选线研究

磷矿采空区影响新建连盐铁路线路方案的选择,通过预测采空区的地表变形,确定绕避采空区的安全距离,为采空区铁路地质选线提供了依据,对类似工程具有借鉴意义。     

山西中南部铁路莱芜绕避采空区改线方案研究

山西中南部铁路线路穿越莱芜矿区,由于垂杨铁矿非法向铁路方向开采,导致铁路线路走行在采空区影响区内,存在重大安全隐患。在广泛收集并消化吸收莱芜矿区及区域地表移动规律资料的基础上,结合本地区矿床赋存条件、地质构造和开采方式等因素,按工程地质类比法,采用地面塌陷移动角的方法,找出安全可靠的铁路廊道通过矿区。通过方案比选,推荐满足铁路运营安全,符合城市规划布局,绕避了港里村等重大拆迁工程,工程可实施性较强的沿汇合大道方案。矿区铁路可采用地面塌陷移动角的方法进行铁路选线,可有效缩短铁路安全廊道的距离,大大减少压覆矿藏的数量,对矿区铁路选线有一定指导价值。     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.     

基于Petri网技术的动车组检修作业工作流系统研究

针对目前动车组检修业务,抽象出作业过程规则,并建立动车组检修作业工作流程.通过工作流和Petri网的相关理论对该工作流进行建模,并利用Petri网技术分析方法,从模型的正确性分析和性能评价两个方面对所建立的Petri网模型进行分析.     

温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位的影响分析

我国在设计桥上无缝线路时,桥梁温度荷载按照相关规范规定采用均匀温度荷载,这与桥梁在自然环境中所受到的温度梯度荷载存在一定的差异。基于梁轨相互作用原理,利用有限元方法,建立桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道有限元模型,分别计算分析在均匀温度和竖向温度梯度作用下桥梁变形对无砟轨道结构几何形位的影响,有益于进一步深入研究桥梁温度荷载的合理取值。结果表明:与均匀温度荷载相比,竖向温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位影响很大,且主要影响桥上无砟轨道的高低几何形位,对无砟轨道的水平几何形位也有一定影响,因此建议在设计桥上无缝线路时,考虑桥梁温度梯度荷载,并对桥上无砟轨道结构的几何形位进行限制。     

交流电气化铁道通信电磁防护的研究

研究目的:交流电气化铁路不仅对通信系统引起干扰,还会使电气化铁路附近的金属与导体间或金属导体与大地间产生感应电压而危及设备和人员安全,干扰通信设备正常工作。为保证通信安全,需要对电气化铁路对铁道通信的电磁影响和电磁防护进行研究,从而给铁路现场实际工作提供一定的理论依据。研究方法:本文利用电磁场对地下传输系统激励耦合的传输线方程及其一般解,建立了交流电气化铁路对地下传输系统干扰影响的分析方法。研究结果:研究得出了电气化铁路对铁道通信的影响机理,电气化铁路对铁道通信危险影响的限值,以及磁耦合影响、地电流影响和干扰影响计算公式,计算出了引起超限隔距数据。研究结论:电气化铁路的铁道通信电缆和铁道通信光缆电磁防护措施,可以有效地控制交流电气化铁路对铁道通信光、电缆的影响,达到电磁防护的目的。     

宁西铁路南阳至合肥段建设方案研究

宁西铁路线是一条在陇海线和长江之间横跨我国东中西部的东西大干线,其中既有宁西铁路南阳至合肥段为单线、内燃牵引,线路通过能力小,客货运输质量不高,难以满足客货运量快速增长竞争需要,必须对该段线路进行扩能改造。根据宁西线扩能改造项目运量预测及功能定位的分析,通过研究宏观建设方案、增建第二线建设方案及其主要技术标准、引入地区建设方案、牵引供电方案等,提出扩能改造方案推荐增建第二线、速度目标值宜采用160 km/h,引入各地区或枢纽、站后配套等尽量与既有设备相衔接方案,避免既有线大的改动,是适宜的。     

基于剪切强度折减法的斜坡软弱地基路堤稳定性分析

斜坡软弱地基路堤的稳定性受到了工程界的重视。基于FLAC3D软件平台,运用剪切强度折减法,就斜坡软弱层性状对路堤稳定性的影响进行了较为全面的分析,重点讨论斜坡软弱层厚度、在地基中的相对位置、尖灭度、地面横坡及斜坡软土抗剪强度指标等因素,获得了安全系数值及潜在滑动面的演变规律,并提出实际工程可选用的工程对策。     

高速铁路发展对物流影响的探讨

阐述高速铁路对推动低碳物流发展的积极影响,分析了高速铁路发展给铁、公、海多式联运带来的发展新机遇、对进一步推动铁路服务模式转型与服务能力提升的作用、对铁路专业企业发展的挑战等,以及高速铁路对推动产业合作与融合,提升现代物流产业市场竞争力的意义。     

基于AFSA的动车组制动计算研究

根据动车组制动系统中减速度特性以及相关牵引制动计算和运动学理论,文中提出了一种平直道环境下基于不等距点分割与人工鱼群算法结合的制动计算方法,同时对动车组的制动近似算法产生的计算误差进行分析.首先,根据列车制动原理中相关计算参数来构建动车组制动距离和制动时间的数学模型.然后,利用人工鱼群算法的优化原理并结合不等距分割思想...     

基于能量原理的弹性地基梁底面摩阻效应分析

针对Winkler地基模型不能考虑梁与地基底面摩阻效应的不足,在地基与梁底接触面上引入一系列各自独立的水平弹簧,假定弹簧反力即切向摩阻力与梁底和地基间的切向相对位移成正比,从能量角度出发,基于最小势能原理,建立考虑底面摩阻效应的弹性地基梁能量方程,并引入位移形函数进行求解,导出对称载荷条件下考虑切向摩阻力作用时地基梁位移及内力解答。最后通过地基梁计算实例分析,验证该解答的正确性和合理性,并对相关计算参数进行深入探讨。计算结果表明:切向摩阻力沿梁长呈非线性分布,其对地基梁挠度及弯矩计算的影响较大,而对剪力的影响并不强烈。