矽卡岩型铁矿采空区电法勘探应用

当铁路通过某矽卡岩铁矿采空区时,受矽卡岩型铁矿产状不规则、采空区情况复杂及附近高压输变电线等外在因素的影响,选取何种勘察方法成为本项目的难点。为了解决这一问题,在对比了多种物探勘测方法后,最终采用了高密度电法结合钻探资料及理论公式的综合勘测手段。研究结果表明,通过对物探结果垂直断面和水平切面的数据解译,可得到采空区的采空边界和影响边界,从而实现对采空区采空范围和影响范围的划分;根据理论公式可计算得到线路距采空区的最小安全距离。相较于以往的大面积钻探,大大降低了勘察成本,提高了勘察设计的工作效率。     

困难地形条件下地震反射在煤矿采空区的技术研究

研究目的:复杂地形地质条件下煤矿采空区的勘察,依据地震反射是主要的技术手段,技术难点是如何合理的布线,采用保真数据处理技术,准确获取高信噪比、高精度数据,本文对此进行研究,提出相应的技术措施。研究结论:通过对太中线临县地形复杂地区和黄土塬地区的煤矿采空区的勘探,采用地震反射进行了一次成功实践;勘察中沿自然沟谷弯线施工,利用自然出露的基岩可"避虚就实",个别地段采用加密炮和调头炮来提高叠加次数;并在地震反射弯线处理上,合理选取CDP共反射面元范围,处理精度显著提高,可以准确确定煤矿采空区边界,为铁路选线提供了有利的地质依据。     

动力子结构法在内燃机车动力分析中的应用

高速内燃机车的车体是复杂的空间结构，其有限元离散模型通常具有很高的自由度。作者利用有限元动力子结构法对车体进行了动力分析及在柴油机垂直激振力作用下的响应分析，并计算了车体的前20阶固有频率和振型。计算工作表明有限元动力子结构法可有效和灵活地用于大型复杂结构的动力分析，并能大幅度节省计算工作量。因此，该方法在机车车辆等复杂结构的动力分析中具有广阔的应用前景。     

邻近深厚煤矿采空区对鲁南高速铁路的影响分析

为分析采空区对鲁南高铁DK276+400～DK279+900段的影响程度,采用InSAR解译方法获取连续时段的累计沉降量,依据InSAR监测数据绘制古城煤矿附近InSAR沉降干涉成果,得出采空区影响范围及采空区有向东南扩展趋势。采用可控源音频大地电磁法,布置4条物探测线,解译出物探异常区平面位置分布情况及采空高程范围,发现采空区异常部位有自开采工作面边界往东扩展的迹象,与InSAR解译成果基本吻合与收集的资料相符。研究表明,通过对InSAR解译、物探、收集资料等勘探成果综合分析,可准确划分采空区范围。最终确定拟建高铁位于采空区影响范围以外,研究结论对采空区地段高铁安全性评价具有一定参考价值。     

基于数字化技术的铁路路基三维信息模型算量方法研究

路基工程在铁路建设中非常重要，其数量直接影响到铁路建设的投资，因此精确计算路基工程数量非常关键。传统二维设计计算工程数量是根据实测横断面采用平均距离断面法，未有效地根据地形变化对数量进行实时交互计算，导致数量与现场实测值有一定差别，尤其在地形起伏变化较大的丘陵地区差别更为显著。基于数字化技术及多专业协同技术形成的三维设计模型，实现了全方位、多角度查看、构件单元快速识别、构件与地形面数据化交互，从而使设计精度更高，提取的数量相对更精确。以某高速铁路工程为例，详细介绍铁路路基三维信息模型算量方法在铁路正向设计中的应用，将传统二维设计算量与断面法和基于数字化技术的三维信息提取法算量、网格划分法计算土石方数量做了详细对比并得出具体指标值。通过对比分析，总结铁路路基三维信息模型算量的优劣。与传统二维设计算量相比，基于数字化技术的三维信息提取算量方法具有更高的精度、更快的计算速度和更强的交互性，可以在铁路正向设计中发挥重要作用；提出针对不同类型构件、土石方分别采用信息提取法、网格划分法的一整套路基三维信息模型算量方法，大大提高工程算量精度，计算结果更准确。     

铁路采空区工程地质勘察及稳定性评价

研究目的:采空区已经成为影响铁路方案的重要不良地质因素,因其工程地质条件非常复杂而对铁路工程稳定性具有重要影响。当铁路穿越采空区时,通过采用综合工程地质勘察方法及运用铁路保护煤柱方法,评价其对铁路的影响,为铁路安全边界范围确定及采空区加固处理设计提供可靠的依据,进而满足铁路工程的沉降控制要求。研究结论:(1)铁路采空区勘察在充分利用煤矿采掘资料的基础上,通过采用物探及钻探的方法进行详细勘测,相互验证,相互补充,综合确定采空区的边界范围;(2)根据勘察揭露煤层埋藏深度,利用空间几何关系,得到煤层的产状;(3)通过综合勘察成果,采用铁路保护煤柱的设计方法评价铁路的稳定性及其安全边界范围,对采空区安全边界范围内采用注浆加固处理,能够满足铁路沉降控制要求;(4)本文可以为类似采空区工程地质勘察及稳定性评价提供一定的指导及参考。     

测氡技术在铁路采空区勘察中的应用研究

针对地形条件复杂、车辆振动及输电线等干扰因素较多地区对常规的地震、电磁类勘察方法受影响较大,采空区勘察精度不高的难题,将测氡技术引入铁路工程采空区勘察中。通过现场实验发现采空区有明显氡气异常反映,但不同类型采空区的异常反映有所不同,覆盖层中氡气分布对采空区的氡气异常有所影响,建立了覆盖层氡气浓度背景场值确定方法,提出不同类型采空区的氡气异常判释标准。实践表明,测氡法是一种有效的采空区勘察技术,在上述地区可以弥补地震、电磁类勘察方法受干扰严重的不足。     

跨河桥梁压缩冲刷数值模拟研究

桥梁的水下结构压缩河道,造成河床冲刷,危害桥梁基础的安全.根据水、沙运动及河床冲淤变形方程,考虑压缩断面上下游出现回流的特点,通过边界概化处理,获取有效过流断面面积,用泥沙颗粒分组考虑实际河床泥沙颗粒的不均匀性,建立跨河桥梁压缩冲刷的一维数值计算模型.用该模型计算的长江某大桥河段水位及河床高程与实测值的绝对误差分别小于0.1和0.5m,验证了模型的可靠性.应用该模型对桥址河段河床压缩冲刷的研究结果表明,汛期大流量时冲刷明显,而汛后小流量时可能有微淤;在相同水、沙条件下,对回流边界合理的概化处理可使压缩冲刷计算的结果更接近于实测值,并能反映压缩断面上、下游近区的冲刷发展过程;在压缩冲刷计算模型中考虑河床泥沙颗粒的不均匀性,比以往均匀沙假设更合理.     

两种地球重力场模型在GNSS高程拟合中的适用性分析

为比较XGM2019e与EGM2008两种地球重力场模型在GNSS高程拟合中的适用性,基于“移去-恢复”法,使用平面拟合、二次曲面拟合及多面函数拟合在两个不同地形条件区域开展GNSS高程拟合实验。实验数据表明,在两个区域中,基于XGM2019e模型计算出3种不同拟合方法的外符合精度依次为2.22,1.62,1.85 cm及1.56,3.32,1.17 cm,均高于使用EGM2008模型计算出的外符合精度,表明在实验区域内使用XGM2019e模型进行GNSS高程拟合的效果优于EGM2008模型,将XGM2019e模型与不同GNSS高程拟合方法进行组合,还可进一步提升GNSS高程拟合精度。     

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。