铁道工程学报

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李坚

铁道工程学报. 2014, 31(7): 1-6.

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研究目的:作为设计的基础资料，物探与铁路工程设计所要求的精度还有相当距离。造成差距的主要原因之-是目前存在-些疑难技术问题，这些疑难问题严重制约了铁路工程物探技术的发展，通过对疑难问题进行探讨，引起有志于促进和发展物探技术的国内外专家及同仁的关注，并进行立题研究和攻关。

研究结论:(1)疑难问题归纳起来表现在干扰与分辨率的矛盾、物性差异与分辨率的矛盾以及勘探深度与分辨率的矛盾;(2)由于疑难问题的制约，现阶段在应用物探解决铁路工程问题时，应注意其资料的局限性和所能达到的实际应用效果;(3)如果这些疑难问题能够得到解决或部分解决，将大大提高物探在铁路工程地质勘察中解决问题的能力和精度，物探技术将取得重大突破。

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高原与戈壁地区风沙流结构特性差异研究

李凯崇,薛春晓,蒋富强,刘贺业

铁道工程学报. 2014, 31(7): 7-11.

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研究目的:通过现场实测及室内试验等研究手段，分析研究了青藏高原和新疆戈壁强风地区风沙流运动变化规律，探讨了二者风沙流结构差异及具体表现形式，为上述地区风沙灾害防护工程的设计施工提供-定的基础数据及理论支撑。

研究结论:(1)受风力筛选作用的影响，风沙流中沙粒粒径组成呈现正态分布，都以小于0. 25 mm粒径段的沙粒为主;(2)青藏高原和戈壁强风地区的起沙风速存在明显的差异，戈壁地区起沙风速约为 11. 0-20. 0 m/s，远大于青藏高原地区7. 0 m/s的起沙风速;(3)大风携沙量与高度呈现e的幂指数变化，随着高度的增加，大风携沙量呈下降的趋势;(4)在近地表0.5 m高度范围内，青藏高原地区的集沙量为总集沙量的90%左右，而戈壁强风地区仅为76% ; (5)本研究成果可以为类似环境条件下风沙灾害防护工程的设计修建提供-定的参考。

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LIDAR在地质灾害调查与监测中的应用研究

冯光胜

铁道工程学报. 2014, 31(7): 12-16.

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研究目的:山区铁路、公路工程项目建设中，进行不良地质调查是工程地质勘察的重要内容之-，目的是确定线路附近不良地质的分布范围、规模大小及其对工程危害和影响大小。传统的辅以航、卫片解译的人工调查方法存在工作量大、周期长、效率低、精度低和安全隐患大等不足，难以满足对工程建设质量、安全和效率要求不断提高的需要。通过利用激光雷达对不良地质进行扫描，快速获取其三维信息，确定不良地质规模、空间位置分布范围和发展趋势等，为工程地质勘察提供较准确的地质资料。

研究结论:(1)利用激光雷达数据生成的DEM不同角度的山体阴影图能精确表达微地貌形态，有利于地质灾害的识别;(2)借助激光雷达坡度影像、正射影像等，可以进行滑坡、崩塌及地面沉降等不良地质的边界圈定;(3)利用不同期次的激光雷达数据可以进行边坡变形和地面沉降动态监测;(4)该技术有效地用于铁路、公路工程地质勘察中的不良地质调查和监测，具有实时性、动态性和主动性特点，克服了传统人工调查方法的不足，有效提高了工程地质勘察效率。

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递控式锚杆受力特性室内试验研究

郑静，孟进宝，王旭，安孟康，吕昌明

铁道工程学报. 2014, 31(7): 17-21.

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研究目的:边坡工程中常用的全长粘结型锚杆，能够利用被加固体地层(滑体或潜在滑动体)孔壁粘结强度而具有-定的自锚作用，但因其应力分布不均而作用有限;预应力锚索未利用被加固体地层孔壁粘结强度而无自锚作用，需等外锚结构物和注浆体达到-定强度而张拉锁定后才能发挥锚固效用。针对这种情况，研发了可充分利用被加固体地层孔壁粘结强度的递控式锚杆新结构 (ZL201120477930.8)。本次试验的目的，就是通过递控式锚杆与全长粘结型锚杆室内模型对比试验，研究递控式锚杆被加固体地层段的受力变形特性及其作用效果。

研究结论:(1)根据试验数据分析得出，递控式锚杆由于在被加固体地层段分段交替设置了粘结段和无粘结段，因而受力过程中其应力峰值呈错峰交替出现，应力分布较均匀，充分利用了被加固体地层的孔壁粘结强度，具有较好的自锚作用，从而很好地改善了锚杆的受力性能;(2)由两种不同锚杆锚头位移曲线图可以看出，递控式锚杆位移较小，能够更好地限制坡体变形，从而体现了递控式锚杆新结构的优越性。(3)该研究成果对锚杆自由段的有效利用可具有-定的指导和借鉴意义。

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刚柔长短组合桩-网复合地基工作性状研究

鲍树峰

铁道工程学报. 2014, 31(7): 22-27.

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研究目的:为了探讨刚柔长短组合桩-网复合地基控制深厚软土路基工后沉降的可行性，须深人研究该类复合地基在深厚软土路基中的工作性状。为此，依托哈大高速铁路新营口车站路基处理工程，有针对性地开展现场试验研究。

研究结论:(1)桩体刚度与桩间土体刚度存在较大的差异，是路堤填土中产生“土拱效应”的直接原因，且土拱效应的强弱取决于差异刚度的大小;(2)该类复合地基下的沉降变形模式主要包括路堤等沉区域、路堤土拱效应影响区域、负摩阻力作用区域、正摩阻力作用区域以及下卧土层等沉区域等五方面，且褥垫层基础的刚度是桩体与土体差异沉降大小的主要影响因素;(3)该类复合地基中CFG 桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的196倍，而MIP桩桩顶压力平均值是桩间土压力平均值的22 倍，MIP桩有效提高了浅层土体的地基承载力;(4)采取刚柔长短组合桩-网复合地基联合堆载预压法加固深厚软土路基，可消除96%以上的沉降量，工后沉降可控制在2.0 mm左右，能满足高速铁路运营期间的稳定性要求;(5)研究成果能够为高速铁路、高速公路的深厚软土路基处理提供良好的指导作用。

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客运专线岩溶区地基注浆加固研究

张文学，陈壮，刘海陆

铁道工程学报. 2014, 31(7): 28-32.

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研究目的:随着客运专线规划与建设在全国展开，客专桥梁穿越岩溶区现象比较常见，如何分析岩溶区注浆加固对桩基沉降的控制效果，并确定合理的注浆加固方案是岩溶区铁路客运专线桥梁桩基设计面临的问题。以某岩溶区铁路客运专线桩基为依托工程，利用基于规范的理正软件，分析不同注浆方案对桩基沉降的控制效果，在此基础上确定合理的岩溶区地基注浆加固方案。

研究结论:通过研究得出:(1)只对溶洞注浆可以较好地控制桩基倾斜，但不能有效控制桩基竖向沉降量;（2)只对桩尖土层注浆可以有效控制桩基竖向沉降，但不能有效控制桩基倾斜;(3)同时对溶洞和桩尖土层注浆既可以控制竖向沉降，又可以控制倾斜，是为较合理的加固方案;(4)以上结论可为岩溶区桩基注浆加固提供参考。

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基于概率论的支挡结构极限状态设计方法

魏永幸，罗一农，刘昌清

铁道工程学报. 2014, 31(7): 33-37.

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研究目的:基于概率论的可靠度理论，是工程研究与工程设计的-种先进方法，但限于相关研究不足，我国现行铁路路基支挡设计规范尚未采用，开展基于概率论的支挡结构极限状态设计方法的研究十分必要。

研究结论:(1)采用总安全系数法的传统支挡结构设计的可靠度未知，未考虑变量的不确定性带来的影响，潜在-定安全风险;(2)支挡结构极限状态设计方法研究的思路是建立极限状态方程。分析可靠指标。确定设计表达式中的分项系数;(3)应根据不同的工况确定目标可靠指标和极限状态设计表达式中的分项系数;(4)本文提出的基于概率论的支挡结构极限状态设计方法，可直接用于铁路路基支挡结构设计。

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支挡结构的可靠指标与分项系数关系研究

罗一农,刘昌清,魏永幸

铁道工程学报. 2014, 31(7): 38-42.

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研究目的:从可靠指标的概念出发，探讨支挡结构可靠指标与分项系数在理论上的相互关系，并通过对支挡结构中几种典型的常用结构的可靠指标和分项系数的计算结果的分析，提出指导意见供规范修编参考。

研究结论:(1)理论分析和实际计算结果显示，支挡结构安全系数或分项系数和可靠指标是正相关的;(2)可靠指标与支挡结构极限状态密切相关，对应不同的状态和安全预期，应采用不同分级的可靠指标;(3)基于系统工程的观点，为保持支挡结构处于同-可靠度水平，支挡结构设计检算中各分项系数应根据可靠度指标分析结果进行适当调整;(4)本文关于支挡结构可靠指标分级以及基于同-可靠度要求进行分项系数调整的观点，可直接用于指导支挡结构的设计。

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基于概率的支挡土压力及其对可靠指标的影响

刘昌清，罗一农，魏永幸

铁道工程学报. 2014, 31(7): 43-47.

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研究目的:对于支挡结构，最主要的功能就是支撑侧向土压力，以概率论的观点研究土压力，是支挡结构极限状态研究中的-个重要内容方。本文通过分析主要随机变量的不确定性对土压力与功能检算的影响，分析土压力计算模型不确定性，说明土压力与支挡结构可靠性的关系。

研究结论:(1)土压力是影响支挡结构功能检算的关键变量;(2)综合内摩擦角的不确定性和计算模式的不确定性，是土压力计算不确定性的主要来源;(3)土压力计算方式对可靠指标的影响很大，正确地选择计算模型很重要，是可靠指标计算的关键;(4)基于概率论的土压力计算值得进-步研究;(5)研究结论可供工程设计人员和研究人员参考。

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铁路既有线平面和竖面线形精确分段方法研究

郭良浩，刘成龙，宋韬，林远胡

铁道工程学报. 2014, 31(7): 48-52.

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研究目的:铁路既有线复测实测线形的分段是复测计算的首要步骤，其线形分段的结果将影响后续的线形拟合以及优化。针对传统铁路既有线的线形分段过程中存在的分段精度不高等问题，提出-种线形分段新方法，即首先进行线形的概略分段，找到分段点的概略位置，然后通过拟合迭代的方法进行精确分段。

研究结论:(1)基于相邻弦方位角变化的平面实测线形概略分段原理，能够对多种不同圆曲线半径的实测数据进行概略分段，分段结果满足拟合迭代的要求;(z)基于平面线形精确分段方法，对比实测数据与设计信息的分段结果，验证这种精确分段方法具有较高的分段精度;(3)基于概略分段、拟合、迭代的纵断面实测线形精确分段原理，对比实测数据与设计信息的分段结果，验证了这种纵断面线形分段的可行性及其高精度。(4)研究结果可应用于既有铁路复测计算，对铁路既有线的整正具有实际的参考意义。

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严寒地区CRTS Ⅰ型无昨轨道板四角离缝成因研究

卢炜

铁道工程学报. 2014, 31(7): 53-56.

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研究目的:针对严寒地区哈大客专CRTS(China railway track system) I型轨道板与充填层砂浆四角离缝呈现规律变化的实际情况，为减少或消除四角离缝对无碎轨道结构的影响，从理论上探讨CRTS I型无碎轨道板四角离缝成因，并提出应对措施，以供我国板式无碎轨道结构设计与施工参考。

研究结论:(1)造成CRTS I型轨道板四角离缝的主要原因是板面、板底温差引起的翘曲变形及铺轨后相邻轨道板间低高程轨道板的“空吊”现象;(2)砂浆灌注施工宜选择夜间或昼夜温差小的季节，以21;00-06;30之间为最佳，同时，应确保轨道板精调准确、扣压有效以及砂浆灌注施工充填饱满;(3)应提高轨道板调整精度，尤其是最大限度地消除相邻轨道板的高差;(4)研究成果对CRTS I , II , IQ型板式无碎轨道施工减少板角离缝具有重要意义。

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预应力损失对大跨度PC连续梁桥挠度的影响

卜建清，崔金灿

铁道工程学报. 2014, 31(7): 57-61.

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研究目的:近年来国内外多座大跨度预应力混凝土连续梁桥在通车-段时间后主跨跨中出现较大的挠度，不但影响了过桥车辆的舒适性和安全性，而且威胁着桥梁的安全，缩短了桥梁的使用寿命。本研究旨在分析预应力损失对大跨度连续梁桥长期挠度的影响规律，为采取有效的设计、施工及加固等措施抑制大跨度预应力混凝土连续梁桥跨中持续下挠提供理论依据。

研究结论:(1)大跨预应力混凝土连续梁桥挠度是长期增长的，增长速率不确定，其跨中挠度随跨径的增大而增大，增长率与跨径的大小、预应力损失程度都有着密切关系，且桥梁跨度越大，主跨跨中挠度受预应力损失影响越明显;(2)桥梁顶板纵向预应力损失比底板纵向预应力损失对跨中挠度的影响显著;(3)混凝土收缩徐变及由其引起的预应力损失是引起大跨PC连续梁桥跨中下挠的主要原因;(4)该研究成果可应用于大跨度预应力混凝土连续梁桥优化设计。

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线路加固体系基于车线祸合与有限元的分析

彭斌,张楠,杨静静

铁道工程学报. 2014, 31(7): 62-68.

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研究目的:为提高铁路顶桥施工列车慢行限速标准，优化纵横梁线路加固体系的设计过程，解决施工现场的疑难问题，对线路加固体系进行了基于有限元原理的静力模拟和基于车线藕合理论的动力计算，以分析车辆通过时线路加固体系的相关指标数值;参照相关规范及规定，设立针对纵横梁线路加固体系静力和动力计算的结果评价标准，并采用该标准对计算结果进行评价。

研究结论:(1)本文使用的静力计算模型能较精确地模拟现场工况;(2)动力计算能够得出加固体系在车辆经过时的加速度和减载力，能够反映加固体系的振动和共振现象;(3)线路加固体系的计算与评估，应结合静力与动力计算共同进行;(4)利用文中建议的线路加固体系评价标准对静力计算和动力计算结果进行评价，得到的结果将更加偏于安全;(5)本研究成果可应用于线路加固体系的设计与评估。

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NS 1003型铁路起重机铁路桥梁通行能力研究

刘振营

铁道工程学报. 2014, 31(7): 69-77.

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研究目的:铁路起重机作为-种铁路专用起重设备，其回送速度对铁路救援有十分重要的意义。以 NS1003型铁路起重机为对象，分析研究铁路起重机编组回送时通过沿途的铁路桥梁时，铁路起重机的轴重、轴距的改变对其过桥速度影响，为今后铁路起重机的设计提供分析方法。

研究结论:在起重机主要结构及其重心位置已经确定的情况下，可采用调节转向架轴距的办法来改善其回送性能。如果产品的设计周期比较短，可以先进行整机结构设计，最后通过调节起重机的转向架参数改善其回送能力。如果产品设计周期比较富余，通过不断地对起重机进行优化设计，通过调整起重机的重量及重心位置与调节起重机转向架的轴距和轴重相结合的办法，得到理想的起重机回送性能。

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构建丛集系统实现复杂地下工程数值模拟

杜俊,梅志荣

铁道工程学报. 2014, 31(7): 78-83.

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研究目的:随着计算机科技的飞速发展，实现复杂地下工程三维数值模拟已成为可能。但由于个人计算机处理能力和运算速度有限，又由于配置超级计算机费用高昂，使得具有构造简单、造价低、扩展性好等特点的个人计算机丛集系统成为普通用户的首选方案。为此，开展个人计算机丛集系统构建研究，对构建的丛集系统进行了性能测试，并运用丛集系统，实现厦门嘉禾园地下通道工程的多单元多工况复杂地下工程数值模拟。

研究结论:(1)个人计算机丛集系统具有极高的灵活性，可依需求随时扩充;(2)对于单机可以处理的问题，丛集系统不占优势，但对于多单元多工况的大规模岩土工程三维数值模拟，丛集系统具有实现性和运算速度优势，大大提高了工作效率;(3)嘉禾园地下通道工程多单元多工况数值模拟的实现，不仅指导了该通道的施工，也验证了丛集系统在大规模三维数值模拟方面具有的优势;(4)以个人计算机为基础，研究构建的丛集系统，可以实现复杂大规模地下工程数值模拟，为地下工程工作者开展此类研究提供了-种便捷廉价的解决方案。

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基于OWGA算子的隧道变形最优组合预测

刘绍堂,刘文楷,张慧锋,潘洁晨

铁道工程学报. 2014, 31(7): 84-88.

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研究目的:根据隧道变形数据预测隧道的变形发展情况，结合具体工程实践，采用最新非线性预测理论，在文献综述的基础上，结合对数灰关联度与OWGA算子，把预测值和观测值的对数序列之间的灰关联度设定为目标函数，有序加权集成做为诱导变量值的预测精度，提出-种新最优隧道变形预测模型。采用MATLAB 编程分别实现灰色预测、指数平滑预测、自回归移动平均预测，并利用基于对数灰关联度的有序加权几何平均组合预测模型，在对数灰关联度最大的意义下求出组合模型的最优权重，通过隧道变形预测的实例分析，说明新模型的有效性和合理性。

研究结论:(1)基于OWGA算子的隧道变形预测，在预测误差平方和、均方误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方百分比误差等预测有效性精度指标下，比灰色预测，平滑预测，ARMA预测等预测方法的预测精度都高，误差最小;(2)通过工程实例检验，该预测方法的预测结果不但合理、有效，而且是优性预测; (3)本研究成果可应用于隧道安全监测和变形预测领域。

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深埋长大隧道岩爆倾向性多指标评价

黄玉仁,毛建喜,林朝1,李庶林,胡静云

铁道工程学报. 2014, 31(7): 89-94.

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研究目的:高铁北武夷山隧道是一座单洞双线隧道，隧道最大埋深达1100 m,属于高应力区，开挖过程中可能会出现岩爆现象。通过对隧道高应力地区采集的岩样进行室内岩爆倾向性实验，并结合声发射监测技术，得到岩石单轴抗压强度等性能参数，先采用强度脆性系数法、变形脆性系数法、弹性应变能指标法、切向应力准则四种单指标评价方法进行岩爆倾向性评价，然后运用四指标模糊数学综合评价法进行评价。

研究结论:(1)结合声发射监测技术进行岩石力学实验，获得的变形脆性系数、弹性应变能指标系数相比常规实验更加精确;(2)根据岩体性质和围岩的应力情况，在传统综合评价方法基础上增加了变形脆性系数法评判指标，结果表明采用模糊数学综合评价方法得到的评价结果与单指标评价相比，更加符合隧道岩爆的实际情况;(3)本研究成果为隧道岩爆预测提供了可行方法，对于类似工程提前防治岩爆有借鉴意义。

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利用机车负荷电流校验AT吸上电流比测距精度

于国旺

铁道工程学报. 2014, 31(7): 95-98.

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研究目的:目前铁路客运专线采用AT上下行全并联供电模式，对保护可靠性及测距精度校核采用短路试验(人工制造短路点)进行。针对短路试验存在的破坏性及危险性，短路试验实施难度大，成本高，试验次数及灵活性受到限制，本文对利用机车负荷代替短路试验进行故障测距精度的原理及可行性进行分析，探索一种安全、可信的试验方案。

研究结论:通过研究得出以下结论:(1)机车负荷引起的电流分布比例与短路故障状态下电流分布比例一致，可利用机车负荷电流数值代替短路试验数据进行科学研究;(2)通过机车负荷计算出的修正系数可应用于测距装置的保护定值，进行实际故障点公里标计算;(3)丰富的实验数据可建立整条线路各区段T-R短路电流比曲线图，通过查表法确定故障点位置;(4)该技术可应用于新建或已投运的客运专线AT上下行全并联线路的测距精度校核和测距公式中修正参数标定工作。

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不同地铁线路条件下轨道谱的特性分析

何越磊,李再帏,盛春,陈鑫

铁道工程学报. 2014, 31(7): 99-104.

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研究目的:轨道不平顺直接关系着地铁列车运行的平稳性和舒适性，本文对高架线路无碎轨道、地面线路有碎轨道以及地下线路无砟轨道等三种地铁线路的轨道不平顺谱特点进行拟合计算，分析其相应分布特性，为铁路轨道质量管理和轨道动力学计算提供技术参考。

研究结论:(1)采用我国干线七参数公式作为拟合模型、改进Levenberg-Marquardt方法作为非线性拟合方法所得轨道拟合谱可以较好地表征轨道原始谱特征;(2)地铁轨道谱具有宽带和窄带随机波的谱特征，各种类型的线路轨道谱特征频段有所不同;(3)现有线路轨道的高低不平顺与轨向不平顺的状态控制水平较好;(4)该研究成果可用于轨道结构设计及线路轨道养护维修。

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杭州地区高承压水对地铁建设的影响及对策

朱春雷

铁道工程学报. 2014, 31(7): 105-109.

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研究目的:杭州地区复杂的水文地质环境对地铁建设提出极大的挑战，尤其是钱塘江流域高承压水引起的施工风险问题不容忽视。本文对杭州地区高承压水的特点及其对地铁建设的影响进行总结，重点针对杭州地铁1号线越江隧道工程及临江基坑工程所面临的高承压水问题及相应的综合控制措施进行详细介绍，并对实际工程的具体实施效果进行分析，以期为杭州地铁建设的相关问题提供指导。

研究结论:本文针对杭州地铁建设所面临的高承压水问题提出以下技术对策:(1)采用盐水冻结结合水中进洞的方式可以减小高承压水砂土层盾构进洞易引发的流砂和涌水风险;(2)制定针对盾构机结构本身的防水和防喷涌措施(螺旋输送机内设置两道反向闸门，盾尾密封装置设置2道钢丝刷加1道钢板刷)，以及盾构隧道管片接缝的防水措施(采用断面构造和材料指标能够抵御0. 9 MPa水压的三元乙丙橡胶密封垫); (3)江心联络通道施工可采用“冻结法加固、暗挖法开挖”的方法，提出以主隧道管片变形控制冻胀和后续融沉的冻结法施工新工艺;(4)结合江陵路车站基坑工程，提出了地下连续墙悬挂止水帷幕与注浆帷幕竖向搭接形成全封闭止水帷幕的复合减压降水技术;(5)本文为解决地铁施工中的高承压水问题而提出的技术对策保证了杭州地铁1号线工程的顺利实施，可为杭州地铁的后续建设提供宝贵的工程经验。

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2014年, 第31卷, 第7期　
刊出日期：2014-07-15

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