全球气候变暖导致多年冻土层温度升高,进而显著改变桩周土体的物理和力学性质,这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响,以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土(对比组)与多年冻土(多年冻土层厚度为140 cm)条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明:在非冻土条件下,桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝,且从矩形四角向外延伸,0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷,土体表面仅有一条主裂缝;当有多年冻土层存在时,桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝,但表层土未发生明显沉降。此外,多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力,多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现,桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加,多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言,多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显,多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此,多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能...
全球气候变暖导致多年冻土层温度升高,进而显著改变桩周土体的物理和力学性质,这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响,以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土(对比组)与多年冻土(多年冻土层厚度为140 cm)条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明:在非冻土条件下,桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝,且从矩形四角向外延伸,0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷,土体表面仅有一条主裂缝;当有多年冻土层存在时,桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝,但表层土未发生明显沉降。此外,多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力,多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现,桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加,多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言,多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显,多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此,多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能...
中吉乌铁路工程规模大,沿线自然气候环境恶劣、海拔高差大、工程地质条件复杂多变,新地质构造运动强烈,属于高烈度地震区,给隧道建设带来重大地质安全风险挑战。文章在大量地质工作基础上,详细分析了铁路隧道面临的岩土工程特征及危害,包括高烈度地震和活动断裂带、高地应力、滑坡、危岩、多年冻土等10项工程地质问题,总结国内外类似工程建设经验基础上,提出针对性的工程设计原则和应对措施,研究成果可为中亚诸国以及我国新疆地区的铁路工程建设提供参考。
本文通过分析西藏铁路行业人才培养现状,提出基于产业学院的“校-企-校”联合人才培养模式。该模式以市场需求为导向,整合区内外教育资源,深化产教融合,具体实施策略包括以产业学院为核心签订相关合作协议;共同设计制定人才培养方案;实施“一主体双负责”培养实践;共同建设“双师型”教师培训基地;开展科研项目合作;建立评价与反馈机制等。
针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2种工况下路堑内流场结构、摩擦速度分布及积雪轮廓变化规律,研究湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响。结果表明:2种来流条件下路堑区域迎风侧边坡积雪质量基本一致,但积雪质量增长速率与积雪分布特性存在较大差异;湍流来流延缓了路堑背风侧边坡区域大尺度涡系到涡对的转换,且在道床与背风侧边坡之间产生较强的侵蚀现象,进而降低了背风侧边坡和道床区域的积雪质量;相比于均匀来流工况,120 min时湍流来流工况下的路堑整体积雪质量降低24.8%,其中背风侧边坡区域积雪质量降低40.2%,道床区域积雪质量降低20.6%,迎风侧边坡区域积雪质量基本一致。
全球气候变暖加剧了青藏高原气候暖湿化,威胁着高原铁路路基及下伏多年冻土的热稳定性,但以往研究缺乏综合考虑铁路沿线气候、多年冻土及路基稳定性的系统分析。针对这一研究的不足,基于铁路沿线气象和多年冻土路基地温监测数据,分析铁路沿线多年冻土区气温降水、天然场地年平均地温与天然上限、路基人为上限及路基左右路肩沉降变化,揭示气候暖湿化背景下铁路多年冻土路基热稳定性变化,为多年冻土区铁路建设和维护提供参考。结果表明:近20年来,铁路沿线年均气温和年均降水量的平均值分别增加了1.2℃和80mm;相较于2007年,2020年铁路沿线天然场地多年冻土年均地温平均升高0.1℃,多年冻土天然上限平均下降0.58 m,路基人为上限平均抬升2.34 m,路基左路肩平均沉降大于右路肩,存在阴阳坡效应。整体而言,铁路多年冻土路基状态稳定,运行状态良好,建设运营期间采取的一系列工程措施有效,但面向未来气候加剧变化趋势,应提前谋划多年冻土保护新技术。
针对寒区铁路路基冻胀整治难题,以我国一寒区铁路路桥过渡段冻害整治工点为依托,介绍了一种可在运营条件下实施的路基微型盾构置换方法。基于数值计算软件建立了环境-路基-盾构置换层-地基的多层结构水热力耦合模型,采用数值计算方法分析路基内部水分场、温度场、冻胀变形场的影响机理及演化规律,验证了盾构置换层所起冷屏障层、水分阻滞层、零冻胀填料夹层等预期效应。综合现场测试和计算结果分析,论证了微型盾构置换方法用于路基冻害整治的有效性与实用性。
由于东北等高纬度季节性冻土地区春融冬冻的特点,强风化围岩隧道衬砌经常发生渗漏、悬冰、开裂等问题,严重影响列车运行安全。依托某寒区隧道工程,运用理论分析和数值建模等手段,基于季节冻土区强风化围岩隧道衬砌受力模型,分析隧道在富水期和冻结期的轴力和弯矩。通过施加注浆加固圈的方式,建立了注浆加固隧道衬砌受力模型,分析注浆加固厚度关键参数对于衬砌受力的变化规律。研究发现,隧道围岩处于富水期时,弯矩使衬砌产生“倒桃形”变形。当隧道围岩处于冻结期时,弯矩引起衬砌的“类葫芦形”变形。此外,在注浆性能相同的情况下,圆形注浆比传统的马蹄形注浆加固更有利于折减衬砌外力和内力。
寒区铁路隧道冻害问题不仅威胁到隧道结构的稳定,同时给铁路安全运营带来巨大的安全隐患,其一直是寒区隧道工程的难点和研究热点,工程界迫切需要可靠、高效的防寒抗冻工程技术措施。首先,调研了我国寒区铁路隧道的建设及运营情况,总结分析了常见的隧道冻害现象,包括衬砌开裂掉块、拱顶挂冰、道床积冰、排水系统冻结等。然后,针对当前寒区隧道缺乏隧道温度场时空分布预测方法、隧道冻害机制和演化规律不清晰、防寒抗冻设计方法与治理技术不成熟这3个技术难点,对已取得的研究成果进行总结和讨论,相关成果如下:1)研发了寒区隧道室内试验系统,结合大量的温度场相关实测数据,探明了温度场时空分布规律,建立了温度场预测方法; 2)研发了渗流试验设备,揭示了冻害产生的链发式机制,查明了排水系统冻结规律与冻融响应机制;3)建立了寒区铁路隧道抗冻防寒设计标准,形成了隧道冻害综合防控体系。最后,展望了我国寒区铁路隧道防寒抗冻研究在防寒保温材料、主动保温系统、温度场规律预测等方面进一步深化研究的方向。
现有内燃动力钢轨打磨车在高原长大隧道作业时,存在有毒气体、粉尘危害作业人员生命安全,发动机过热停机,发动机降功、车辆性能下降等问题。文章以GMC-48JS型双动力钢轨打磨车在关角隧道作业数据为基础,研究项目实施过程中打磨车作业质量、司机室空气质量、车辆设备状态等基础数据相关内容,验证钢轨打磨车以接触网作为动力源时在高原长大隧道连续作业能力,为开发适用高原环境的自轮运转设备提供基础数据。