酒额铁路戈壁风沙流地区沙害成因及防治措施

戈壁风沙流是西北地区一种较为常见的风沙灾害,严重威胁到铁路的建设与运营,以酒额铁路为例,采用现场调查和室内分析的方法,对该地区戈壁风沙流结构、特征、形成原因及危害形式进行分析,结合酒额铁路所经区域的自然地理、气候特征等条件,提出戈壁风沙流地区选线的基本原则,阐述以预防为主防治结合的治沙思路和植被防沙为主、工程防沙为辅的防治措施。     

南疆戈壁区机械防沙措施阻沙效益的风洞测试研究

为探讨机械防沙措施对风沙流的流场和风速消减效果的影响规律,基于试验模拟的方法,依托格库铁路风沙防护工程,开展针对不同的机械防沙屏障材料的风洞模型试验.在此基础上探讨风沙流在不同类型阻沙措施下的流场分布情况,分析防沙措施的流场消减效果和阻沙效果.研究结果表明:风沙流经过不同类型阻沙措施后,流场会在沙障前后出现明显的差异,...     

风沙地区铁路减灾选线及防沙工程设计原则研究

风沙危害是影响沙区铁路建设运营的主要因素,风沙铁路减灾选线及防护工程科学设计能有效地减少线路风沙灾害.为进一步丰富完善风沙地区铁路选线与防沙工程设计的理论方法,通过分析风沙地区的地理环境属性和铁路沙害特征,将风沙区域划分为流沙环境、戈壁大风环境和高寒风沙环境;研究不同环境下选线设计的控制因素,基于灾害学理论和综合选线方...     

青藏铁路格拉段高立式沙障防风固沙效果研究

青藏铁路格拉段线路全长1 140 km,沿线冻融侵蚀、风力侵蚀和水力侵蚀交替出现,遭受轻度以上风力侵蚀的路段长约260 km.铁路未通车前,在秀水河段已出现集沙掩埋轨枕的现象,风沙危害严重地影响行车安全.风蚀防治工程不仅保护铁路免遭风蚀危害,同时对保护当地的生态环境具有重要的作用.本文对高立式沙障的防护效果进行观测分析,结果表明,高立式沙障具有显著的防护效果,使路基免于风沙危害.特别是高立式沙障的多排布设构成的综合防护体系,防风蚀效果显著,从阶梯式集沙仪的观测结果来看,它可使风蚀量明显降低.     

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%。     

新恩铁路风沙路基平面防护工程试验研究

新恩铁路穿越毛乌素沙漠的活动沙丘和半固定沙丘。为防止铁路路基在风季遭受沙埋,需在路基两侧设置平面防护工程。根据气象风沙监测的结果,选取有代表性的路基地段,分别进行机械固沙辅以植物防护及栽种树枝沙障固沙的现场试验研究。试验结果表明:在流动沙丘段设置规格为1 m×1 m、高度为0.25 m的经编防风固沙网格,网格内种植灌木,并于迎风侧最外侧设置2排高度为1.5 m的高立式沙障;在半固定沙丘试验段选择直径不小于10 mm、长度为55 cm的沙柳树枝沙障固沙(沙柳不小于70%的成活率),并于迎风侧最外侧设高立式沙障。经现场监测,两种措施均能有效降低风速,减少输沙量,达到防沙治沙效果。通过试验,制定了本线风沙路基平面防护的主要措施并推广应用。现铁路已通车多年,防沙效果良好。     

戈壁铁路沿线风沙灾害特征与挡风沙措施及功效研究

为了掌握戈壁地区线路积沙规律以及戈壁地区铁路既有风沙防治工程措施的功效与不足,对新疆戈壁地区铁路沿线戈壁风沙地貌、线路沙害的表现形式、既有防风沙流工程措施功效进行实地调查分析与现场测试。根据戈壁铁路强风现场测试数据计算大风速率残余系数和遮蔽效应系数,分析挡风墙后的风速剖面变化与流场变化特征。结果表明:对于同一高度挡风墙,其遮蔽效应随着墙后距离的增加逐渐减弱,高点位高程的速度衰减快于低点位高程的风速衰减,3 m高挡风墙在墙后距离5 m以内存在低速涡旋积沙区;根据计算,当平均风速不大于41 m.s-1且上风区没有新的沙源补充时,通常设置的3 m高挡风墙基本可以阻挡风沙流的运动。     

中东地区某铁路风沙防治措施研究

某铁路位于波斯湾南岸沿海平原区至内陆沙漠区,根据当地风沙运动规律,通过CFD模拟来研究风沙地段路基采用的输沙体系型式,并结合运营期养护维修等,提出有针对性的防风治沙措施,以达到防沙减沙的目的。     

阿联酋铁路路基风沙防治措施数值分析及设计

结合阿联酋联合铁路工程背景,采用CFD技术对风沙防治措施进行模拟分析,并根据计算结果进行风沙防治措施设计,使设计更趋于合理化。基于阿联酋风沙实际情况,分别利用GAMBIT软件和ANSYS软件建立路基整体风洞模型和阻沙栅栏二维模型,并用FLUENT软件进行求解,根据对比分析选取适宜的路基边坡坡率、地表覆盖物粒径、阻沙栅栏疏透率等设计参数,进行风沙防治措施设计。结论:(1)风沙路基应采用放缓路基边坡坡率的措施,路堤边坡坡率以1∶2~1∶5为宜;(2)路基两侧应平铺砾石土覆盖于沙地表面,粒径不宜小于5 cm;(3)阻沙栅栏高度宜采用1.5m,按疏透度0.4采取适宜的布置形式。     

不同倾角节理隧道衬砌受力特性研究及应对措施

深埋节理地层中的隧道开挖及运营安全面临巨大挑战。本研究以杭绍台高速铁路林盘山隧道工程为背景,针对倾斜节理岩层中隧道开挖引起的围岩变形以及衬砌结构开裂等问题,考虑不同节理倾角影响,采用岩土工程专业通用有限元软件MIDAS GTS/NX,模拟分析节理倾角对隧道围岩与支护结构应力分布、变形演化规律的影响;同时,结合现场实际条件对隧道施工与防护措施进行优化和综合分析,得出最优施工方案指导施工以避免隧道衬砌的开裂,有效保障了隧道施工和运营安全。     

青藏铁路格拉段风沙路基防治措施

文章结合青藏铁路格拉段路基施工,说明风沙路基防治需要研究区域自然条件特征、土地覆被现状、沙漠化程度及治理分区等,并根据铁路两侧的地形、沙源、风力风向、路基断面形式,防治的材料种类、来源、造价、效益和时限等各种因素,采取多种形式综合防治.     

路堑爆破开挖对既有铁路路基振动影响研究

延安—延川高速公路连接线路基扩堑爆破近接既有包西铁路路基工程,最近处距离既有包西铁路路基仅8m.利用数值模拟及经验公式对爆破振动速度进行计算,研究爆破振动对近接既有线路基的影响.研究表明:(1)利用三维动力数值计算得到路堑开挖爆破施工对既有铁路路基的质点峰值振动速度最大为1 mm/s;(2)根据萨道夫斯基经验公式计算得...     

特种荷载作用下高速铁路路基本体参数敏感性研究

为研究高速铁路路基本体参数对特种荷载的敏感性,建立有限元模型并设计正交试验进行参数敏感性分析。参考汉巴南客专CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基结构,结合瞬态动力学理论与人工边界方法,进行参数化有限元建模;设计正交试验,改变路基本体材料参数得到相应动力响应;利用极差分析和方差分析两种方式研究路基本体力学参数对特种荷载的敏感性。结果表明：路基本体弹性模量E对各项动力响应的敏感性最大且远大于其他参数,适当采取压实措施增大路基本体弹性模量对高速铁路路基承受特种荷载有显著防护效果,但结合振动加速度a计算结果,E值应该控制在150 MPa左右最为合适;路基本体填料塑性参数c、φ对特种荷载作用下高铁路基动力响应影响作用较小,即机动站坪设计对岩土填料种类并无特殊要求。     

瓮马铁路乌江特大桥设计关键技术研究

新建瓮马铁路乌江特大桥跨越两山之间深谷,地形复杂、设计难度大。为研究该桥梁方案,首先阐述了主桥的方案构思和结构设计,然后通过空间有限元软件对本桥进行静、动力仿真分析,总结了大跨铁路劲性骨架混凝土拱桥构造和受力特性。结果表明：主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥具有刚度大、徐变小、后期养护维修工作量小等优点,主拱圈采用小矢跨比设计,兼顾安全、经济、环保和美观,能够满足铁路桥梁跨越山区“V”形峡谷的要求;主拱圈由劲性钢管混凝土骨架外包C55无收缩混凝土构成,通过分层分段浇筑方案改善拱圈各构件的内力;拱上结合梁采用两片工字形钢与混凝土桥面板相结合的形式,钢梁栓焊结合,便于制造、运输和施工;拱座采用梯形断面扩大基础,基础开挖永临结合,有效降低施工风险;数值分析表明该桥结构的刚度、强度、稳定性均能满足规范要求,能够满足客货共线铁路的安全性和乘坐舒适性要求。可为其他山区铁路桥梁桥式研究提供参考。     

双块式无砟轨道机械抬升方案设计及注浆加固效果研究

由路基沉降引起的无砟轨道上部结构过量下沉会严重影响高速铁路线路平顺性,进而降低线路运营安全性及行车舒适性,由于天窗期时间短,选择高效的抬升处置措施是当下高铁运营维护的重难点之一。基于双块式无砟轨道结构安全,通过ABAQUS内嵌的混凝土塑性损伤模型子程序建立无砟轨道有限元模型,进行无砟轨道机械抬升模拟,并与室内实验、现场作业等手段结合,提出一套适用于双块式无砟轨道过量沉降的机械抬升及注浆加固快速修复方法,现场验证其整治效果。结果表明：双块式无砟轨道在支承层底部机械抬升时,抬升点布置间距宜为1 m;抬升时需在千斤顶与路肩接触位置放置30 cm×30 cm的钢垫板,以保证千斤顶与路肩接触位置的地基承载力满足规范要求;单块轨道板单次抬升限值为4 mm,基于此,提出一种新的机械抬升方法：分步抬升法。室内实验表明：采用聚合物改性水泥砂浆作为注浆加固充填材料满足现场施工及长期服役要求;现场抬升及监测结果表明,抬升方案设计合理,线路平顺性恢复良好。研究成果可为类似工程提供参考。     

重载铁路路基基床不同改良厚度的动力响应研究

重载列车荷载对路基基床的影响较为显著,为探究北方风沙地区选择水泥改良的粉细砂作为基床填料后路基体的变形及动力稳定性。通过动三轴试验对比分析了不同掺入率水泥改良土临界动应力大小及不同围压下回弹模量的变化规律,进一步结合FLAC3D建立三维动力仿真模型,重点探讨了列车激励荷载作用下路基基床换填不同厚度的5%水泥改良土时动应力、沉降变形、振动加速度的变化分布规律。结果表明:5%水泥改良土临界动应力、回弹模量较原状土提高幅度最大;路基体竖向动应力、位移、加速度峰值均随深度增加而逐渐减小;路基基床对动应力的扩散抑制作用较强,动荷载传递经基床后平均衰减约83.5%;路基沉降主要产生在中上部,且随基床底层改良厚度增加路基顶部最大竖向位移逐渐减小,最大减小约45.6%;此外,振动加速度传播经改良后的路基基床衰减幅度较明显,约为69.4%。     

襄渝铁路增建二线净距隧道的设计与施工措施研究

襄渝铁路增建二线小净距隧道采取施工动态设计和数值模拟对隧道初期支护及衬砌进行修正设计,在施工方面通过采取控制爆破、监控量测等措施,以保证襄渝二线施工后既有隧道安全和铁路运输畅通。