客运专线土工格室复合基床的试验研究

研究目的:在列车荷载的重复作用下,基床结构永久变形是轨道结构几何尺寸恶化的重要因素之一。采用土工格室复合基床结构可以强化基床表层强度和刚度,以满足特殊路段基床结构的需要。研究方法:本文介绍了适用于客运专线的土工格室复合基床结构的4组动态模型试验。试验在室内填筑了宽7m、长4m、高1．05-1．55m的路基基床模型,采用5 Hz、20-140kN动荷载模拟列车荷载,每组重复加载150万次以反映列车对路基基床的重复荷载作用。为验证室内试验结果,在秦沈线进行了现场动态试验。试验结果表明, 土工格室可均化基床、路基的动静应力分布,明显降低基床和路基的弹性和永久变形,减少运营维修养护工作量,且格室越高效果越好。研究结论:通过与现场试验结果对比,30 cm厚的土工格室复合基床表层基本能够满足客运专线对基床刚度和变形控制的要求。     

土工格室加固基床的动应力传播原理

在阐述采用土工格室加固铁路基床的静力学思路之后,依据列车产生振动应力,结合波动理论,分析了动应力在切床之后的砂层、土工格室加固层及土路基中的传递,建立了动应力的分层计算公式,有效地解释了动应力的衰减原理,并针对浙赣线某工点的处理实例,分析了各层的应力。     

客运专线土工格室复合基床的模型试验

本文介绍了适用于高速和客运专线的土工格室复合基床结构的4组足尺动态模型,试验结果表明,土工格室可均化基床、路基的动静应力分布,明显降低基床和路基的弹性和永久变形,减少运行维修养护工作量,且格室越高效果越好.300mm厚的土工格室复合基床表层基本能够满足客运专线对基床刚度和变形控制要求.     

客货共线铁路路基基床底层承载力分析

在客货共线铁路路基设计中,经常遇到填土高度小于路基基床厚度的低路堤、挖方路堑,现行设计规范规定了基床底层范围内的天然地基静力触探比贯入阻力、天然地基基本承载力两项判定指标,如不满足该两项标准,就应进行换填、改良或加固处理。很多设计者在使用该标准时提出了疑问,本文旨在对此问题进行分析落实。通过计算Ⅰ、Ⅱ级铁路不同设计速度对应的动荷载和轨枕底部应力,采用布辛尼斯克公式算出了基床底层顶面及其以下不同深度处的应力,并根据动强度与静强度的关系确定出了基床底层的基本承载力新标准值,建议设计规范采用该新值后取消静力触探比贯入阻力指标。     

土工格室加固基床在病害整治中的运用

随着铁路运量的增加和列车提速，对铁路路基强度的标准要求越来越高。为了解决由于铁路基床承载力不足而造成线路几何尺寸经常变化的现象，铁路工务部门投人了相当大的人力物力资源，提出了许多整治路基病害方法，如基床换填法、石灰桩、水泥桩和复合地基法等，都取得了一定的效果，正在全路推广应用；但是，由于各地的自然条件的差异，导致基床承载力不足的原因和基床病害表现形式的多样化，已有的基床加固方法已逐渐不能满足目前铁路运输形势的要求，     

400km·h^-1高速铁路无砟轨道基床结构及关键参数研究

为掌握列车荷载作用下路基应力概率分布特征,进行基于我国高速铁路无砟轨道不平顺谱条件下的车辆-线路耦合动力学计算;以路基累积变形效应区不超过基床范围为原则,分析基床厚度与基床以下路基性质的相互关系;结合模型试验获得的填料累积变形状态阈值,基于强度、变形、应变控制准则,进行400km·h^-1行车条件下的无砟轨道基床结构及关键参数研究。结果表明:路基面承受的列车荷载随轨面平顺性呈明显的随机变化特征,动力影响系数服从正态分布,轨道极端不平顺引起的最大动力影响系数为2.146,平均轨道谱下的常遇动力影响系数为1.491;路基累积变形效应区范围随填料强度降低而扩大,基床厚度为2.7m时,由低塑性土填筑的基床以下路基K30应大于等于100MPa·m^-1;以调控累积变形处于快速收敛状态为目标,提出基床表层采用0.7~0.3m厚级配碎石进行强化处理,K30大于等于190 MPa·m^-1,底层选用A,B组填料,相应K30控制值为130~150MPa·m^-1。     

土工格室加固既有线铁路基床试验研究

结合成昆铁路K13 698～ 925一段由成都粘土(膨胀土)填筑的高约7m路堤基床下沉病害的整治工程,进行了基床换填土工格室加筋砂夹卵石垫层的现场动静态试验,测试在列车荷载作用下基床表层的动应力、动变形、加速度等动力响应及累积下沉数据,比较在基床换填深度相同的条件下,有(无)土工格室加筋的砂夹卵石垫层的不同加固效果。试验表明,换填土工格室加筋砂夹卵石垫层的基床加固方案,能有效地改善基床的动力特性,十分显著地降低基床产生的残余变形,用于提速线路的基床加固可取得较大的社会经济效益。     

土工格室在既有线路基基床加固工程中的运用

通过具体工点介绍采用土工格室加固既有线路基基床工程的现场运用及试验情况。结果表明，用土工格室加固既有线路基基床，具有较好的推广前景。     

用土工网格整治基床病害

对于津浦线基床下沉外挤病害，用常规基床换填难以满足繁忙干线上基床病害处理的要求，文章通过论证和试点工程说明，采用土工网格新材料可消除基床病害，提高基床承载力，适应列车提速需要。     

土工格室填砂组合体——介绍一种整治基床病害的新方法

采用土工格室填砂组合体整治基床下沉、外挤的病害，提高基床承载能力，满足干线提速加固软弱路基的要求。文章介绍土工格室填砂组合体的有关计算和整治效果。     

季节性冻土区铁路路基含水率变化特征研究

季节性冻土区路基冻害一直是困扰铁路工程建设和运营的核心问题。针对兰新铁路西段路基冻害严重的问题,探讨不同工程措施对路基冻融循环过程中含水率变化的影响,以及含水率对路基冻结深度及冻胀变形的影响规律。研究结果表明,季节性冻结对兰新铁路西段路基含水率影响的范围在0.4~0.8m,影响深度有限;“隔一挖一”、“隔三挖一”等工程措施能够有效降低路基含水率和冻胀量:含水率降低2%~5%,冻胀变形减少50%~70%。     

强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基处理中的应用

研究目的：强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基中的应用效果。研究方法：通过武广客运专线武汉工程试验段强夯及强夯置换技术应用于松软土复合地基处理的工程实践，结合工程地质条件，从施工方法选择，工艺流程设计，质量控制等几个方面对强夯及强夯置换施工技术在客运专线铁路中的应用进行系统性应用研究。研究结果：综合考虑施工机械的性能及适宜地质条件，在新建武广铁路客运专线武汉工程试验段内选择典型区段分别进行强夯、强夯置换工艺试验以及夯前夯后检测结果对比分析，确定强夯与强夯置换工艺在新建武广客运专线近似地质条件下的适用性，总结完善近似地质条件下施工工艺和经验，确定了相关工艺参数及检测方法，能够较好地满足承载力和设计变形值要求，能较好地控制工后沉降，加固效果明显，经济可行。研究结论：夯击能是强夯及强夯置换工艺中决定加固深度的重要指标，强夯及强夯置换加固处理粘性土特别是饱和粘性土均需要合理的间歇时间，强夯及强夯置换适用于客运专线复合地基加固处理。     

武广线高边坡陡坡地段桩板结构路基的设计理论探讨

研究目的:桩板结构路基是土质路基上无砟轨道的一种新型结构形式,本文结合武广线桩板结构路基的设计,初步探讨桩板结构路基的设计方法,希望能够为桩板结构路基的设计及应用提供参考。研究结果:桩板结构路基是高边坡陡坡地段地基加固的一种有效形式,通过计算,承载板挠度、桩基础承载力及其变形均满足了无砟轨道的控制指标要求,是桩板结构路基应用范围的一个新的突破。     

铁路路基动态变形模量的数值模拟分析

介绍铁路路基动态变形模量理论计算公式的推导及动态变形模量的测试原理,采用有限元软件模拟动态变形模量的测试过程,分析承载板与土体接触压力、路基动态变形模量的影响因素,并计算动态变形模量的有效测试深度.结果表明:在承载板中心一定范围内,接触压力模拟结果较理论计算值大;土体的动弹性模量对接触压力影响很小,可以忽略;路基动态变形模量测试冲击荷载作用下,土体只发生弹性变形;动态变形模量与土体动弹性模量呈线性关系,路基动态变形模量的模拟结果大于理论计算值;土体的泊松比对动态变形模量影响较小;动态变形模量有效测试深度建议取0.5~0.6 m.     

郑西客运专线黄土路基设计

研究目的:介绍黄土地区客运专线路基设计中有关黄土填料和地基处理的技术方法以及存在的问题。研究结果:针对不同类型的黄土地基,提出了相应的设计和处理方法。而由于郑西客运专线沿线绝大部分黄土多为非饱和黄土,非饱和土的压缩固结沉降是比较复杂的问题,因此目前还缺乏深入的研究,沉降计算还没有公认的方法。     

朔黄铁路神池南站咽喉路基病害检测与分析

以朔黄铁路神池南站既有铁路路基病害为背景，对现场路基病害进行调查及观测，有选择性地对现场15个点进行了取样试验。通过现场钻测、室内常规试验，就填料的类型、土体的含水量、站场排水等影响因素进行了深入的分析；采用轻型动力触探技术对路基承载力进行了检测，确定了路基病害的范围与深度及路基病害产生的原因，提出了整修建议。     

季节性冻土地区铁路路基冻结深度变化规律研究

对哈齐(哈尔滨—齐齐哈尔)客运专线DK221+150断面温度场进行实测,并对该断面温度场进行了二维有限元分析,研究季节性冻土地区铁路路基冻结深度变化规律及其影响因素,并拟合出冻结深度与热通量及持续冻结时间的函数关系。结果表明:该地区铁路路基最大冻结深度约0.3 m;路基冻结深度主要取决于浅层土体的热通量及持续冻结时间;当表层热通量降低至某一临界值后,土体冻结深度不再发展,冻土厚度开始逐步减少;冻结深度与热通量、持续冻结时间呈线性关系,随着冻结状态时间的延长,热通量的敏感性下降,持续冻结时间敏感性上升。     

高速铁路涵洞附近路基动力响应试验研究

介绍秦沈客运专线试验段上 ,在两个洞顶填土厚度不同的涵洞附近进行的路基动应力测试。试验研究表明 :高速列车作用下路基对行车速度的动力响应是先增大后减小的 ,速度为 2 0 0km/h时的动力响应最大 ;跨度为 6 0m的涵洞 ,其洞顶填土厚度取 1 5m是合适的 ,可以满足 2 70km /h速度范围内线路的平顺、安全性要求     

轴重40 t重载铁路路基基床结构设计技术探讨

针对大轴重货运车辆轴距小的技术特点,分析重载铁路路基承受列车荷载的空间分布规律;基于列车荷载引起路基累积变形效应区沿深度的变化机制,讨论主要承受列车荷载的基床结构与路基填料之间的相互影响关系;根据工程设计的强度、变形、长期稳定性控制要求,探讨40 t超大轴重下基床结构的设计方法。研究表明:提出的“4Z1800/2400”四轴标准轴型荷载模式能较好反映超大轴重列车荷载的路基应力叠加效应;建立的路基累积变形效应不超过基床厚度的设计方法,综合考虑了荷载与填料多因素的影响,是对单因素应力比值法的完善。以累积变形处于缓慢收敛状态的长期稳定性为主控因素,提出轴重40 t重载铁路路基基床层状结构设计指标建议:基床厚度3.5 m,对应基床以下路基K30不低于110 MPa/m;基床表层采用级配碎石强化,厚度0.7 m,要求基床底层K30大于等于130 MPa/m。     

水泥改良膨胀土重载铁路路基填料的可靠性研究

重载铁路路基相比普通铁路和高速铁路路基承受更大的动力荷载,对填料要求更为严格。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙—华重载铁路)三荆段(三门峡—荆门)沿线分布大量膨胀土,拟采用水泥改良膨胀土作为该区段路基填料。鉴于目前中国尚无在膨胀土地区修建重载铁路的实践与案例,针对重载铁路水泥改良膨胀土路基填料可靠性研究相对偏弱。为此,首先结合室内动三轴试验,系统探索重载铁路基床底层及以下路堤结构范围内水泥掺量3%和5%改良膨胀土的临界动应力;然后借助现场试验测试路基实际动应力水平,对水泥掺量3%和5%改良膨胀土填料的可靠性进行评估。研究结果表明:基床底层水泥掺量5%改良膨胀土填料临界动应力范围148.8～233.1 kPa,大于该范围实测路基动应力水平71.45 kPa;基床底层以下路堤掺量3%改良膨胀土填料临界动应力范围142.5～249.7 kPa,大于该范围实测路基动应力水平25.25 kPa,说明水泥改良膨胀土用作蒙-华重载铁路路基填料动力可靠性满足要求。研究结果对探索重载铁路基床范围内动力水平及水泥掺量3%～5%改良膨胀土填料的可靠性评估具有重要理论意义。