综合物探技术在路基病害探查中的应用

为了快速准确地查明路基病害的状况及成因,通过综合利用地质雷达、瞬态瑞雷波法、高密度激电法三种物探方法,发挥各自的优势,地质雷达能够精确检测道砟层厚度变化,瞬态瑞雷波法能够查明路基本体的软硬分布情况,高密度激电法勘探深度大,病害细节反映精准。在复杂工区联合应用这三种方法由浅入深、准确地揭示路基现状及病害,为类似复杂困难路基病害探查工点提供了典型实例。     

客运专线路基隐患的综合物探研究

研究目的:新型客运专线路基具有新增级配碎石硬层及路基面以下非原状土的特点,使用传统钻探和取样等勘察方法受到限制,对隐患路基进行准确探测、排查及分类难度极大;同时,由于病害自身特点及其他外界因素干扰,技术难度风险极大。如何全面进行勘察,综合物探技术是最首要的选择。研究结论:通过研究总结了运营路基勘察综合物探技术:(1)含水量高的软弱路堑采用密点距电测深法或高密度电法为主;(2)压实度低的软弱路堑采用瞬态瑞雷波法为主;(3)路堑、路堤接触部分采用瞬态瑞雷波法、地质雷达法、轻型动力触探法;(4)遭受水浸或水害路基段以地质雷达法、瞬态瑞雷波法为主。可准确地揭示出路基现状和病害位置、规模及延展范围,使既有隐患路基得到及时、有效地整治,为高速铁路正常运营打下坚实基础。     

旋喷桩在重载铁路路基下沉病害整治中的应用

结合某重载铁路路基下沉病害整治工程,介绍斜打旋喷桩技术在既有路基下沉病害整治中的设计方案及施工质量控制措施,阐述旋喷桩加固机理,并采用瞬态瑞雷波法检测整治效果。从整治效果来看,斜打旋喷桩技术用于既有线路基下沉病害整治是可行的、有效的,采用瞬态瑞雷波法进行整治效果的快速检测与评价,其检测结果是合理可信的。     

某国外铁路路基基床测试及评价

根据国内既有线路基检测经验,对挖探、地质雷达、瑞雷波、轻型触探和土工试验进行评价。结合某国外工程特点、地质条件和修复改造的技术要求,提出该工程项目的勘探方法及评价原则,并对该国外既有路基进行基床评价。     

瞬态瑞雷面波法检测路基填筑质量的定量分析

瞬态瑞雷面波法具有无损快速连续检测的优点,能够较好地检测出路基基床软硬程度,但其无法对路基填筑质量进行定量分析。通过对瑞雷波速与地基系数、压实度的理论相关公式的研究,确定了幂指数形式的最佳回归方程。回归方程中的未知参数可利用最小二乘非线性拟合法进行求解,从而得到瑞雷波速和干密度、地基系数的幂指数回归方程。在某工程实例中,孔隙率设计值为31%,地基系数设计值为120 MPa/m,根据设计值和回归方程可反算出瑞雷面波的设计值为182 m/s,即当瑞雷波速大于等于182 m/s时路基填筑质量合格,从而实现了瑞雷面波法对路基填筑质量的定量分析。     

既有线铁路路基基床评价与测试研究

研究目的:结合现场调查,采用轻型动力触探、K30 测试、Evd测试、瑞雷面波法等手段对白阿既有铁路路基基床进行测试,并对测试数据进行分析研究,对现有基床性状进行综合评估,得出提速后路基基床能否继续保持良好状态,研究结论为提速工程的设计和方案比选提供技术依据.研究结论:根据既有线调查、填料成分等,在考虑整体的同时进行既有线路基分段落评价,这样既可以减少数据离散带来的影响,提高评价结果的精度;对于运营多年的白阿铁路线路基基床,承载力和强度不合格处主要集中在基床表层0.0～0.6 m 和底层0.6～1.2 m 范围内,需要对该深度范嗣内填料进行重点测试评价;轻型动力触探有操作简单、适用性强的优点,但测试数据离散性较大,如何降低误差是今后需解决的问题;K30相对Evd需要投入大量人力、物力和时间,可以先对不同等级既有线路进行对比试验,探求两者之间的关系,采用Evd替代部分K30测试点以便于提高工作效率;物探瑞雷波速测试法与轻型动力触探法相结合,可以准确揭示路基基床承载力及强度不满足要求的位置和范围,对既有路基基床的现状作出评价.     

地球物理勘探方法在淮南线路基基床病害整治中的应用

传统的开挖取样检测手段不但效率低、代表性差,而且对既有铁路路基具有破坏性,直接影响行车及人身安全。本文结合对淮南线路基基床病害的无损检测与整治,介绍地球物理勘探方法的检测原理、检测方法、检测结果分析以及病害整治措施。     

瞬态瑞利波技术在铁路既有线路基基床质量评价中的应用

准确、快速、无损检测与评价有碴轨道路基基床质量是铁路工务部门亟待解决的重要技术课题之一。依据既有线路基及轨道结构的工程特性,就瞬态瑞利波技术中的双层介质理论用于铁路既有线路基基床质量评价以及在路基基床及道床质量检测的判译技术等方面进行分析和论述。以笔者开发研制的、以瞬态瑞利波为理论基础的路基质量评价专用仪器,在不了解被检测路基及轨道结构工作状态的情况下,依据现场检测数据的计算分析,对郑徐电化既有线提速民权—兰考试验段的路基及道床状态进行综合评价,并得出满意的评价结果。实践证明,该检测技术对既有线路基可实现无损、快速而准确的评价与监测,同时亦可评价轨道道床的工作特征,为评价既有线路基及轨道道床工作状态提供了一项全新的检测技术与评价方法。     

集通铁路既有线路基、基床病害整治措施

通过分析集通铁路既有线路路基、基床下沉,基床板结,路基冻涨等路基、基床病害类型和产生机理,提出基床下沉外挤、路基边坡溜坍、路基与基床板结、路基冻涨等路基病害整治措施;提出强化基床表面、改良基床土性质、设置封闭层和疏导地下水等基床病害防范措施,实际应用效果良好。     

铁路路基病害无损检测车载探地雷达系统研制及应用

针对铁路路基病害进行快速、无损、连续检测的需求,根据探地雷达探测原理,研制铁路路基病害无损检测车载探地雷达系统。该系统由轨道车、收发一体天线、采集仪、电池和测量轮组成。轨道车速为40km.h-1时,可沿铁路走向实现间隔0.17 m的连续采样测量。车速越慢,横向测量间隔越小,探测分辨率越高。选用500 MHz天线进行探测时,深度方向探测分辨率可达0.1 m。利用研制的雷达系统沿铁路走向在轨枕正上方和路肩区的现场检测结果表明:来自钢轨的连续反射信号和轨枕的多次反射信号,压制路基基床的有效反射信号,使探测剖面信噪比大大降低,但经预测反褶积和带通滤波去噪处理后,剖面信噪比明显提高。对胶济铁路病害区的实测结果表明,该系统对路基病害分布和空间形态具有良好的探测能力。     

Research on the relationship among subgrade bearing capacity,embankment stability and settlementEI北大核心

Research purposes: In order to ensure the safety of railway or highway subgrade, subgrade bearing capacity, embankment stability and settlement which are the three main control indexes of subgrade design should be analyzed and checked in theory. However, many railway and highway designers still have differences on whether subgrade bearing capacity should be calculated in our country. Through analyzing the relationship among subgrade bearing capacity, embankment stability and settlement, the necessity of checking subgrade bearing capacity is discussed in this paper. Research conclusions: (1) It is unsafe that circular arc method is used to check the embankment stability, in the case that subgrade bearing capacity does not meet the requirements, the conclusion that embankment is stable can be also drawn. (2) The lateral displacement of subgrade will increase sharply when the load approaches or exceeds subgrade ultimate load, and the existing settlement calculation methods are no longer applicable. The application condition of settlement calculation methods is that the requirement of subgrade bearing capacity is met. (3) In order to ensure the stability of the embankment and control the settlement of it, the subgrade bearing capacity should be checked in the design of subgrade. (4) In this paper, the research conclusion can provide a theoretical basis for the further improvement of subgrade design method.     

客运专线路基沉降和变形监控

研究目的:探讨和摸索高速铁路路基的沉降观测方法及其可行性。研究结果:采用本观测方法,进行高速铁路的客运专线路基沉降观测,并对观测数据进行数理统计分析和工后沉降进行预测,其准确度较高、可行。     

深厚压缩层地基条件下路基沉降控制

研究目的：无砟轨道在客运专线铁路建设中已经成为主要轨道形式,深厚压缩层地基条件下路基沉降控制是无砟轨道客运专线建设中遇到的关键技术难题。迫切需要通过研究确定深厚压缩层地基条件下适合较高路堤无砟轨道铁路技术特点的经济合理、技术可靠的沉降控制方案。研究方法：结合京津城际轨道交通工程试验段路基沉降控制设计,通过技术、经济论证,确定合理的设计方案。研究结果：由于深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制成本相对较高,常规设计中一般要增加工程成本的支挡结构反而成为节省工程投资的手段。研究结论：在深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制设计中引入支挡结构,可以在提高沉降控制可靠度的前提下节省沉降控制成本、节约工程用地、美化工程环境。     

土工材料在加陡路堤边坡中的应用分析

研究目的：迫于土地资源日益紧张、修建平原地区铁路填料匮乏的压力，探索和寻求采用土工合成材料加陡路堤边坡坡率，以达到节省土地资源的目的。研究方法：结合西安枢纽北环线工程实例，采用填料和土工材料的试验力学参数，通过对各种边坡稳定性检算方法的分析比较后，选用圆弧滑动面垂直条分法对路堤稳定性进行了分析。研究结果：得出路堤边坡内分层铺设高密度聚乙烯单向土工格栅加筋带、适当加陡路堤边坡坡率，能满足现行规范对路堤边坡稳定性的要求。研究结论：理论研究和工程实践表明，采用土工合成材料加陡路堤边坡坡率在平原高产农田区能节省珍贵的土地资源，具有良好的经济效益和社会环境效益。     

铁路路基膨胀土填料的石灰改良试验研究

研究目的：膨胀土的改良是膨胀土工程地基处理研究领域中的重要课题之一，已受到岩上科学工作者和工程师的普遍关注。合宁铁路沿线粘土具中-弱膨胀性，不能直接用作铁路路基填料，必须进行改良处理。 研究方法：本文结合合宁铁路路基试验工程，进行膨胀土填料的室内石灰改良试验研究，对比分析膨胀土改良前后的物理力学性质和胀缩性，及膨胀土填料的改良效果。 研究结论：用石灰作为膨胀土的改良剂是可行的；经石灰改良处理后膨胀土的颗粒组成、物理性质、胀缩特性均有明显改善，力学强度及水稳特性得到提高，能满足铁路路基填料的要求；石灰掺灰比中膨胀土为6％，弱膨胀土为5％；石灰宜采用三级标准以上的高等级石灰，采用低等级石灰改良时应相应增加石灰的掺入量。     

戈壁粗粒土填料填筑铁路路基压实评价指标研究

选取兰新铁路第二双线4个具有代表性的路基试验段,进行戈壁粗粒土填筑路基的压实质量评价指标研究。研究表明:粗粒土填料填筑路基的孔隙率偏小,但现有规范规定的孔隙率标准偏大,起不到控制路基密实度的作用,因此提出用填料的细颗粒室内击实试验得到的孔隙率换算整体孔隙率的方法控制粗粒土填筑路基的密实度;K30能较好地反映填料的塑性变形,且对压实质量敏感,比Ev2更适合作为路基压实质量的评价指标;Ev2/Ev1控制路基压实质量的实质是Ev1在起作用;规范不应用统一的Ev2/Ev1标准,而应根据填料的粗颗粒含量制定相应的Ev2/Ev1标准,填料的粗颗粒含量越多,填筑的路基的弹性变形量越小,Ev2/Ev1的规范标准应越大;Ev1的测试深度比K30大,且塑性变形在总变形中的比例也大,因此可以考虑将Ev1设定为路基压实质量的评价指标。     

武广高铁红黏土路堑基床动响应现场测试与分析

研究目的:路基基床承受列车和轨道荷载,必须具有足够的强度和稳定性.随着列车速度不断提高,对路堑基床在高速列车动载作用下的力学响应进行现场测试分析,对于正确的进行高速铁路路基设计具有重要的指导意义.研究结论:通过动响应现场实测,研究了时速300～350 km的机车通过武广高铁红黏土路堑基床时的动响应规律.分析了不同方向列车行驶条件下,振动速度、振动加速度、动应变、动应力沿基床横向、深度方向的分布规律.分析表明:竖向测试断面上振动速度、振动加速度、动应变、动应力等动响应参数均随深度增大而衰减;横向测试断面上,右线车作用下基床动响应近似呈倒“V”字形变化,左线车作用下随水平距离的增大而减小.与有砟轨道基床动响应测试成果对比表明:同等条件下,无砟轨道基床动响应小于有砟轨道,且无砟轨道下动响应衰减速率慢,影响深度大,因此建议高速铁路无砟轨道基床厚度取5.0m左右.研究结果对其它高速铁路的建设有重要的借鉴作用.     

既有线提速路基动应力分析

通过对既有线提速区段路基的调研和试验,得出结论,动应力与轴重、速度及线路平顺性有关。列车提速时,轴重增加和轨道不平顺对路基动应力影响最大。路基面动应力在横向呈马鞍分布,动应力沿深度方向衰减较快。采用当量折算和Boussinesq公式推算出的提速后路基动应力与实测值接近。在既有线提速改造中,重点应消除路基病害,提高基床特别是基床表层的强度和稳定性。     

预应力管桩在温福铁路软土路基中的设计与应用

研究目的:以具体工程为背景,介绍预应力管桩在时速200 km客货共线铁路路基中的首次应用及柔性基础条件下复合桩基的设计方法。研究结果:将预应力管桩技术首次应用到沿海铁路深厚层软土路基加固工程中来,管桩施工快捷,质量可靠,加载期间路堤稳定,沉降量小。管桩静载试验及现场测试表明,桩网结构受力模式符合预见,原设计中管桩设计理念合理。     

黄土地区无砟轨道路基变形与稳定性分析

研究目的:探讨解决在黄土地区尤其是湿陷性黄土地区修建无砟轨道客运专线时路基变形的监测、预测沉降、路基稳定性评判问题,为指导黄土地区路基设计、施工和沉降监控提供建议及依据。研究结果:分析得出路基变形的主要因素,提出了复合地基桩一土“综合模量“的概念以及沉降量的计算方法,对路基稳定性进行了判定,解决了黄土路基的工后沉降技术问题。