毛细透排水管排水渗流模型及设置间距研究

毛细透排水管是一种新型高效、高功能的排水结构。为完善其设计方法,进行毛细透排水管排水渗流模型及设置间距研究。根据连续性原理,建立地下水运动基本方程,针对地下水位变化分别推导毛细透排水管排水的稳定渗流模型(地下水位恒定)和非稳定渗流模型(地下水位下降或上升)。同时,针对2阶非线性的非稳定渗流模型,采用使方程线性化和傅里叶变换的方法推导不同渗流状态下的浸润线方程。通过此方程得到不同渗流状态下的排水间距及排水量的解析解,进而得到毛细透排水管的设置间距。将研究成果应用于工程实例,计算分析毛细透排水管设置间距以及排水量与时间的关系,排水量的计算值与实测值吻合较好,表明该方法合理有效。     

毛细透排水带排水性能试验研究

探讨毛细透排水带的毛细力,开展室内砂土排水试验,分析砂土中设置毛细透排水带下的流速、含水量以及其防淤堵性能。研究结果表明,路基、边坡等构筑物上毛细透排水带铺设的角度取值范围建议为10°~15°,毛细透排水带加强了砂土的排水能力,在变水头非饱和阶段埋深对排水效果影响微弱,毛细透排水带能够促使其周边土体形成反滤层。该研究成果为毛细透排水带的实际工程应用提供了参考。     

城区高边坡内部井管组合排水关键技术

针对常规边坡地下水疏排措施的局限性,提出一种仰斜排水管与降水井组合疏排边坡地下水的措施,并应用于深圳一受纳场边坡。结合现场条件,合理选择井管组合排水位置、降水井和排水孔尺寸,并对通过现场试验获取的排水量、水位与降雨量监控数据进行耦合分析。结果表明：井管组合排水措施可持续降低场地水位,试验期间水位平均下降20 mm/d,仰斜管排水量随水位下降而同步衰减,其衰减量相比常规仰斜排水管减少88%;采取井管组合措施后,降雨期间疏水量明显增多且地下水位并未明显回升,可有效改善因强降雨或久雨所致的边坡安全降低问题。井管组合排水措施适用于地下水丰富、安全性对降雨因子较为敏感的边坡或滑坡,其耐久性也明显优于常规仰斜排水管。     

双块式无砟轨道排水方式优化设计

针对国内广泛应用的CRTS双块式无砟轨道线间排水措施开展优化设计研究。结果表明：(1)受桩板结构影响，部分路基地段无法设置集水井，可采用在底座内预埋横向排水管的方式，排出线间积水；(2)考虑配筋设计要求，排水管外径建议为100 mm,直线地段每块底座(13 m)设置一对横向排水管，曲线地段线路外侧每块道床板对应底座内设置一根横向排水管，预埋排水管数量可按每双线公里152根计列，各种管材均能满足最大降雨量时的排水要求；(3)综合对比聚乙烯管、球墨铸铁管和不锈钢管三种管材，推荐采用耐久性好、性价比高、强度大、环境适应性好的不锈钢管；(4)有限元软件分析结果表明，结构变形和动力学指标满足规范要求。     

某高铁路基冻胀原因分析及整治方案

以某高铁为例,介绍其路基冻胀情况。通过现场踏勘调研、气象资料分析、现场深部钻孔探测、室内土样颗粒分析、含水量测试等措施,认为降雨渗入基床、路基含水率严重超标、路基填料小于0.075mm的细颗粒含量严重超标、地区气温较低且持续时间长是冻胀发生的主要原因。基于原因分析,提出"疏导+封闭+排水+保温"的冻胀综合整治方案,即疏通电缆槽和护肩排水孔、封闭两线间混凝土封闭层离缝、疏排基床表层入渗水和路基本体中毛细水、施作深埋保温排水盲管等措施。该方案可为类似病害整治提供借鉴。     

哈齐铁路客运专线路基地段无砟轨道线间排水方案研究

哈齐铁路客运专线位于严寒地区,采用CRTSⅠ型板式无砟轨道。为尽量减少线间排水引起的对路基和轨道结构的影响,对路基地段线间排水方案进行研究,提出线间设置集水井、底座内设置横向排水管和底座间设置横向排水通道3个方案。结合本线特殊的气候特点,推荐采用底座间设置横向排水通道方案,并对该方案排水设计进行简要说明。     

客运专线区间路基与双块式无碴轨道接口设计研究

根据无碴轨道在路基面实施超高的要求,基于方便施工、简化设计的原则,经分析计算,合理地将直线及曲线地段路肩相对内轨面的高差统一为固定常数,提出不同超高条件下客运专线区间路基顶面具体参数。同时,在简要介绍直线地段线间各种排水方案的基础上,阐明选择原则及建议方案。曲线地段线间排水的集水井方案,提出采用小汇水面积暴雨径流公式推理排水管管径与集水井间距的计算方法,并提出采用硬质聚氯乙烯(PVC U)管时管壁厚度计算公式及变形等检算要求。对双块式无碴轨道技术条件下,区间路基顶面超高形式、不同部位排水技术方案进行探讨。     

铺设方式对新型土工织物排水效率影响的试验研究

新型土工织物是一种排水效率较高的土工材料,相比传统土工织物,能将路基内的水分更高效率、更大程度地排出。目前关于这种新型土工织物的排水机理已有一定研究,但关于其铺设方式对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于新型土工织物的编织结构、排水方式和墨水消散试验,通过在砂土中铺设一层土工织物,开展不同铺设方式下的排水对比试验,研究新型土工织物不同铺设方式对排水量、砂土湿润锋,砂土含水率(体积、质量)的影响规律。研究结果表明：新型土工织物水平+垂直向上铺设、新型土工织物水平+垂直向下铺设、传统土工织物水平+垂直向下铺设收集到的水量分别较砂土自由排水多12.23%、10.41%和5.97%;新型土工织物排水效率受铺设方式的影响,新型土工织物水平+垂直向上铺设排水效率最大;新型土工织物水平+垂直向上铺设时,不仅增加了排水路径,还扩大了排水影响范围,使砂土形成一定的湿度差,产生的吸力差能驱使水分迁移,加之新型土工织物的毛细作用,更多的水分被导出;砂土自由排水时,自由水沿孔隙排出,砂土中铺设传统土工织物,虽增加了排水路径,加速了排水效率,但其是憎水材料,在非饱和环境下排水效率低。研究成果可为新型土工织...     

富水岩溶隧道隧底排水适应性研究与应用

以武九客运专线（武汉—九江）石马寨富水岩溶隧道为工程依托，通过数值模拟分析了仰拱下设置中心排水沟、仰拱填充层内设置中心排水沟两种排水方式下地下水渗流场、衬砌水压力分布规律和隧道结构受力特征。结果表明：仰拱下设置中心排水沟时因排水沟与排水孔共同排水，可明显减小隧底围岩孔隙水压力，仰拱承担的水压力较小，在高压富水条件下可有效降低仰拱隆起、翻浆冒泥等风险；与仰拱填充层内设置中心排水沟相比，仰拱下设置中心排水沟时仰拱中心处弯矩显著减小，边墙、仰拱部位安全系数明显增大，仰拱填充层与仰拱协同受力，隧底结构整体性增强。现场应用结果表明，仰拱下设置中心排水沟虽工序稍复杂，但防排水效果好，可在富水岩溶隧道中推广应用。     

新型明桥面轨枕板式无砟轨道结构参数研究

钢桁梁桥由于其承载性能好和跨越能力较强等优点,在大跨度铁路桥梁中被广泛采用。但大跨度钢桁梁桥具有跨中挠度大、梁端转角大和温度变形敏感等特点,为了减小大跨度钢桁梁桥二期恒载、适应桥梁变形特性,在大跨度钢桁梁桥上采用新型明桥面轨枕板式无砟轨道结构。以南沙港铁路某大跨度钢桁梁桥铺设新型明桥面轨枕板式轨道为背景,采用有限元法建立大跨度钢桁梁桥上轨枕板式无砟轨道结构计算模型,研究了轨枕板结构参数对轨道受力与变形的影响,确定轨道结构的合理尺寸与参数。结果表明:轨枕板的外形尺寸直接影响其受力和变形特征;板下垫层的厚度对垫层的受力特性的影响较大;建议南沙港铁路某大跨度钢桁梁桥上采用具有2组承轨台、宽度为2800 mm的轨枕板,轨枕板厚度为280 mm,板下垫层厚度为120 mm。     

路基地段双块式无砟轨道连续式道床板裂缝控制技术

为解决路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道纵向连续式道床板的开裂问题,特别是控制宽度大于0.2 mm的超标裂缝,本文结合昌景黄（南昌—景德镇—黄山）高速铁路安徽段工程,通过现场调查总结出8种裂缝类型及其分布特征,包括八字形角裂缝、一字形横向裂缝、L形裂缝、纵向枕间横向裂缝、轨枕四周环向裂缝、横向枕间贯通裂缝、表面龟裂缝、反射裂缝。从结构形式、外加荷载、混凝土自身收缩、温度应力、施工工艺等方面分析了道床板开裂机理,提出了道床板裂缝的综合控制技术：路基地段优先采用单元式道床板;采用连续式道床板时,设置后浇带进行二次浇注,在轨枕四角增配上层抗裂钢筋,采用低水泥用量、低用水量、低坍落度、适当含气量、掺加适量粉煤灰的配合比设计;从支承层/底座板验收、混凝土施工工艺、早期保温保湿养护、工具轨排应力的及时释放四个方面改进施工工艺。工程实践表明,这些控制措施能够有效提高道床板混凝土的抗裂性能,控制道床板裂缝。     

软岩隧道EPP混凝土受力特征及卸压效果分析

研究目的:软岩隧道在运营期间由于围岩蠕变导致隧道衬砌发生大变形及开裂，严重影响运营安全。在前期试验取得的EPP(聚丙烯)泡沫混凝土力学参数的基础上，开展软岩隧道EPP泡沫混凝土缓冲层受力特征及卸压效果分析，提出一种抵抗隧道围岩蠕变、减小衬砌变形的方法，为类似隧道工程设计提供参考。研究结论:(1)EPP泡沫混凝土作为软岩隧道缓冲层对衬砌受压有良好的改善效果；(2)以EPP泡沫颗粒含量为64%的混凝土作为缓冲层且厚度为0.8 m时，衬砌受到的压应力最小，衬砌处于全断面受压状态，且极限承载能力最高；(3)缓冲层的让压量是决定其卸压效果的直接原因，缓冲层EPP泡沫含量越高，厚度越大，让压量就越大，卸压效果最好；(4)EPP泡沫混凝土应用于土木工程领域铁路和公路工程方向软岩隧道初期支护与二衬之间缓冲层结构中，其应用前景广阔，为进一步改善EPP泡沫混凝土卸压性能及提升工程实用性，需对材料配合比及压缩特性开展优化研究。