铁道工程学报

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孙书伟1,朱本珍2

铁道工程学报. 2018, 35(1): 1-5.

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摘要：研究目的：微型桩直径通常小于300 mm，由于单桩抗滑力小，加固土坡时须成群布置，微型桩群-土坡体系是一个三维空间体系，力学机制复杂，目前对其抗滑力缺乏深入研究。基于此，本文借助于数值模拟手段，对微型桩群加固土坡的抗滑力开展系统研究，并对设计参数影响进行分析。研究结论：（1）微型桩群的抗滑力随着桩间距的减小明显增大，但单根的加固效率有所降低，实际应在保证群桩抗滑力的前提下尽量发挥单桩的加固效率；（2）微型桩群加固土坡的抗滑力随着桩排距变化不明显；（3）随着锚固长度的增大，微型桩群的抗滑力逐渐增大，结构变形由刚体旋转逐渐转化为横向弯曲变形，对于微型桩群加固土坡而言，最优锚固长度约为潜在滑面以上桩长的2倍；(4)该研究成果可为微型桩加固土坡的工程设计和安全评价提供理论依据。

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湿陷性黄土区桩基负摩阻力统计分析及建议

叶朝良1,梁凯芳1,王向阳2

铁道工程学报. 2018, 35(1): 6-10.

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摘要：研究目的：在黄土地区桩基设计中，桩基负摩阻力和中性点深度的合理取值一直是研究及设计人员所关注的难点问题。本文在对湿陷性黄土地区桩基负摩阻力和中性点深度影响因素分析的基础上，搜集国内近30余项黄土地区桩基现场浸水试验研究成果，对黄土地区桩基负摩阻力的取值和中性点深度进行总结及统计分析。研究结论：（1）通过大量测试数据的统计分析，明确了负摩阻力取值和中性点深度的上下限范围；（2）在桩顶标高低于-5 m、桩周土湿陷性土层厚度不大于6 m且湿陷等级不大于Ⅱ级的范围内，桩周土对桩体基本没有负摩阻力产生；（ 3）在实际工程中，桩顶往往承受较大荷载，且工作过程中浸水湿陷几率和湿陷量远不及现场注水湿陷充分，这些因素均使实际工作桩基的中性点上移，分析建议桩基中性点出现位置（中性点深度比ln/l0）选择在0.5～0.7之间；（4）通过对大量实测数据的统计分析，建议深厚层强湿陷性黄土地区桩基设计时负摩阻力取15～35 kPa是符合实际的，并建议进一步开展黄土地区桩基础负摩阻力性状的原位试验研究，以期利用本次研究成果为深厚层强湿陷黄土地区的桩基设计提供依据。

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洞桩法施工引起土体变形的规律研究

黄生根1,付卓1,吴军林2

铁道工程学报. 2018, 35(1): 11-16.

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摘要：研究目的：洞桩法作为一种修建地下车站的新兴工法，发展迅速，但其已有的研究成果主要集中在地表沉降及管线变形上，忽视了地下结构与土体的相互作用，尤其缺乏对于四洞三跨结构洞桩施工引起土体变形研究。本文以北京地铁16 号线苏州街站工程为背景，基于实测数据对导洞开挖阶段地表沉降的发展及分布规律进行分析，并结合有限元方法动态模拟地铁车站洞桩法施工过程，研究四洞三跨结构洞桩法各施工阶段引起的土体变形规律。研究结论：（1）多个相邻导洞同时开挖会引起“群洞效应”；（2）对地表沉降影响最大的主要是导洞开挖、初衬施工及二衬施工这三个阶段，占总沉降量的比值分别为32%、55%和7%；（3）二衬施工完后，支护体系初步形成，除开挖面底部土体因卸荷产生竖向隆起外，其他土体主要以水平变形为主：拱顶上部土体向车站中心发生一定水平位移，同时拱顶两侧土体受支护结构伸张变形的影响，向车站外侧发生明显水平位移；（4）本研究结论可为洞桩法的推广与应用提供理论依据，并可为类似工程的施工与设计提供参考。

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季冻区高速铁··桥过渡段稳定性试验研究

沈宇鹏1,答治华1,岳祖润2,田亚护1

铁道工程学报. 2018, 35(1): 17-22.

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摘要：研究目的：对于·桥过渡段较多的高速铁·地段，控制·桥过渡段的沉降差是保证列车运行平顺性的重要因素，尤其是处于深季节冻土区的高速铁··桥过渡段，其变形控制更加严格。本文以哈齐高铁某·桥过渡段为试验监测断面，基于现场地温、冻胀变形和沉降变形的试验数据，分析寒区高速铁··桥过渡段的地温、基床表面的冻胀变形和基底的沉降变形，揭示寒区高速铁··桥过渡段的地温与变形特征，从而评价·桥过渡段的稳定性状况。研究结论：（1）建设初期，采用掺3%水泥的级配碎石作为桥后回填料较粗粒土易吸热和放热；两者在相应深度处的温差随时间的推移逐渐减小并趋于0 ℃，最终桥后级配碎石与粗粒土达到新的热力平衡；（2）采用掺3%水泥的级配碎石作为·桥过渡段桥后回填材料，其基床表层与桥台间的最大变形差值为4.6 mm，满足规范要求；（3）级配碎石作为桥后回填材料，其基床表层的变形随时空的变化过程分为四个阶段：冻胀快速发展期、冻胀相对稳定期、冻胀抬升期和融化回落期；（4）级配碎石作为桥后回填材料，其冻结深度与基床表层的冻胀变形呈非线性关系，但·堤的最大冻结深度影响其基床表层的最大累积冻胀值；（5）·基阳坡的沉降量较阴坡大，离阴面坡脚越近，基底的沉降量和变形幅度越小；·基施工完成至铺轨前，基底沉降随时间的推移缓慢增大，但目前基底各测点沉降量均满足规范要求；（6）该研究成果可为今后季冻区类似工程设计、施工和维护提供参考。

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现代有轨电车短枕埋入式轨道路基优化分析

冯青松1,孙魁1,罗信伟2,刘庆杰1,罗锟1

铁道工程学报. 2018, 35(1): 23-28.

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〖HT5”H〗摘要：研究目的：为研究列车荷载作用下各关键影响参数对轨道路基结构的受力和变形影响规律，并获得轨道路基最优参数组合，本文通过建立有轨电车短枕埋入式轨道路基有限元分析模型，采用正交试验方法分析扣件刚度、轨道板厚度、支承层厚度、基床总厚度、基床压实指标K305种因素对轨道路基结构力学特性的影响，为弥补正交试验定量分析的不足，借助层次分析法确定各项评价指标权重系数，最终确定短枕埋入式轨道路基结构的最优参数组合。研究结论： (1)扣件刚度对钢轨位移影响最大，轨道板厚度对轨道板纵向弯矩和路基顶面动应力影响最大，基床压实指标K30对基床顶面变形影响最大；(2)钢轨位移、轨道板弯矩、基床顶面位移和动应力的权重系数分别为 0.085、0.583、0.043、0.289；(3)最佳轨道路基设计方案为扣件刚度40 kN/mm、轨道板厚度0.24 m、支承层厚度0.27 m、基床总厚度1.1 m、基床压实指标(K30)110 MPa/m；(4)综合运用正交试验和层次分析法可以将定性问题转换为定量问题进行求解，从而使得分析结果更加具有科学性和说服力；(5)本研究成果对有轨电车短枕埋入式轨道路基结构设计具有参考价值。

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桥隧过渡段轨温与钢轨纵向位移的映射关系

曾志平1,罗俊1,饶惠明2,吴志鹏1

铁道工程学报. 2018, 35(1): 29-35.

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摘要：研究目的：桥隧过渡段处钢轨在梯度温度力作用下将发生纵向爬行，影响无缝线路稳定性。本文以轨温过渡区钢轨为研究对象，建立钢轨位移微分方程，推导轨温分布与钢轨纵向位移的映射关系，从而揭示影响无砟轨道钢轨爬行的规律。研究结论： (1)考虑扣件阻力非线性的钢轨纵向位移量和变形范围均远大于线性阻力模型；对钢轨最大位移量而言，轨温非线性分布相较于线性分布高出5.3%~38.6%，建议同时考虑轨温和纵向阻力非线性以准确获得过渡段钢轨爬行位移；(2)轨温差一定时，随着最大温度力梯度倍数k从1.5变化至3.5，轨温过渡区长度为10 m时，钢轨最大纵向位移增加了7%，而过渡区长度为40 m和50 m时分别增加了26.7%和32.8%，因此对于轨温差大、轨温过渡区长的过渡段，更应关注轨温非线性分布；(3)扣件极限阻力增大将使钢轨爬行量显著降低，但影响程度有限，极限阻力从6.5 kN/(m·轨)增加至12 kN/(m·轨)，钢轨位移量下降40.8%~49.2%，而从24 kN/(m·轨)增加至30 kN/ (m·轨)，仅下降12.8%~24.4%；(4)推导的解析表达式能够准确描述各参数与钢轨纵向位移的映射关系，对于进一步研究过渡段钢轨受力特性以及改善无缝线路稳定性具有参考价值。

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斜拉桥上无缝线路力学分析与调节器布置研究

蔡小培1,苗倩1,李大成1,徐娟娟2

铁道工程学报. 2018, 35(1): 36-41.

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摘要：研究目的：斜拉桥跨度大、梁体长，相比于普通铁路桥梁，其梁轨相互作用关系更为复杂。针对长联大跨斜拉桥上铺设无缝线路的相关研究以及工程应用较少，特别是结构间相互作用、力学行为与伸缩调节器优化布置等研究相对匮乏，本文以新建安九铁路长江特大斜拉桥为背景，建立斜拉桥上无缝线路空间耦合模型，研究分析斜拉桥上无缝线路的结构设计方案。 研究结论： (1)斜拉桥温度跨度较大，不设伸缩调节器、全桥铺设常阻力或小阻力扣件时，钢轨强度、轨道稳定性等指标不能满足规范要求；(2)为减小梁轨间相互作用，主梁两端应设置单向伸缩调节器；(3)伸缩调节器尖轨应设置于连续主梁上，铺设常阻力扣件，基本轨位于边跨简支梁、跨越梁缝，基本轨侧可铺设小阻力或常阻力扣件；(4)本研究成果可为铁路斜拉桥上无缝线路设计检算、结构优化及伸缩调节器布置提供借鉴。

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纵断面线路参数对直线电机列车的动力影响

魏庆朝1,臧传臻1,聂鑫路2,王潇1,王岗1

铁道工程学报. 2018, 35(1): 42-48.

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摘要：研究目的：为了确定纵断面线路参数取值对LIM列车运行舒适性和安全性的影响规律，基于首都机场线LIM地铁系统参数建立列车-线路三维耦合动力学模型，分析在纵断面线路参数和车速影响下，LIM地铁系统动力响应特性，拟合得到车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率与竖曲线类型、竖曲线半径、列车行驶速度之间的关系公式。研究结论：（1）凹形竖曲线会增大列车垂向加速度和轮轨垂向力，减小轮重减载率；（2）凸形竖曲线会减小列车垂向加速度和轮轨垂向力，增大轮重减载率；（3）车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与曲线半径的倒数相关；（4）车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与车速的平方相关；（5）本研究成果可为LIM地铁系统纵断面线路参数优化提供理论依据。

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高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道稳定性理论研究

张向民1,赵磊2

铁道工程学报. 2018, 35(1): 49-55.

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摘要：研究目的：目前，纵连轨道板上拱是我国CRTSⅡ型板式轨道主要伤损类型之一。本文基于微分方程法和能量法相结合，采用单波弯曲变形曲线，建立更加符合纵连轨道板实际状态的直板和考虑竖曲线的曲板稳定性分析模型，推导得出稳定性计算公式，研究轨道板稳定性相关参数的影响规律。研究结论：（1）CRTSⅡ型板式无砟轨道应参照无缝线路稳定性理论进行纵连轨道板稳定性分析，得出轨道板最小临界温升幅度，为确定施工锁定板温提供依据；（2）轨道板与砂浆层界面的离缝或削弱是造成轨道板上拱的最直接原因，CA砂浆黏结强度的降低可导致轨道板臌曲临界力大幅度下降，CA砂浆黏结强度降低50%时，临界板温降低25%；轨道板纵向阻力降低50%时，最小临界板温降低5.7%，临界正矢增加38.1%；轨道板初始弯曲越大，最小临界板温越低，临界波长也变长，临界正矢减小；竖曲线对轨道板稳定性的影响很小，最小临界温度力降低不超过1%；（ 3）本研究成果阐明了纵连轨道板上拱的力学机理和诸多关键参数的影响规律，可为高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道稳定性研究提供理论参考。

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徐变上拱对桥上纵连无砟轨道线路动力影响

徐庆元,林青腾,方子匀,娄平,张泽

铁道工程学报. 2018, 35(1): 56-61.

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摘要：研究目的：高速铁路预应力桥梁会出现徐变上拱，而高速铁路对线路平顺性要求高，预应力桥梁徐变上拱引起的不平顺对高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁耦合系统有何影响，是工程界十分关注的问题。本文基于列车-轨道耦合动力学理论，建立考虑无砟轨道-桥梁系统各部件间接触状态非线性的高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁三维有限元耦合动力学模型并进行相应验证，运用所建模型，对列车在桥上纵连板式无砟轨道线路桥梁徐变上拱地段高速行驶时耦合系统的动力特性进行研究，旨在探讨其影响规律。 研究结论：（1）桥梁徐变上拱对车体振动加速度影响非常显著，对桥梁振动加速度虽有影响，但不太显著；（2）桥梁徐变上拱对最大轮轨力、钢轨最大正弯矩、扣件最大拉力、轨道板和底座板纵向最大拉应力、CA砂浆最大压应力均有一定的影响，但影响规律不一，对最大轮轨力影响比较小，而对钢轨最大正弯矩、扣件最大拉力、轨道板和底座板纵向最大拉应力、CA砂浆最大压应力影响则比较大；（3）桥梁徐变上拱引起的无砟轨道-桥梁间局部脱空对高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁耦合系统动力特性有显著影响；（4）本研究成果可为高速铁路桥上纵连板式无砟轨道线路徐变上拱大小控制提供理论依据。

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CRTSⅡ型板式轨道参数对车辆频率响应的影响

徐金辉1,汪鑫2,黄大维1,王彪3

铁道工程学报. 2018, 35(1): 62-69.

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摘要：研究目的：为研究CRTSⅡ型板式无砟轨道结构参数对高速车辆运行品质的影响，本文建立高速车辆-CRTSⅡ型板式轨道垂向耦合系统动力分析模型，将频率分析法与辛数学方法相结合进行求解，分析轨道板厚度、混凝土支承层厚度、扣件系统刚度和阻尼、CA砂浆弹性模量和阻尼对高速车辆频率响应的影响。研究结论：（1）轨道结构参数对车体、转向架振动的影响较小，对轮轨垂向力和轮对垂向加速度的影响较大；（2）轨道板厚度不宜过大或过小，若过大则在50~70 Hz范围内的轮对垂向加速度、轮轨垂向力的频率响应增大，若过小则在 30~50 Hz范围内的频率响应增大；（3）在满足轨道结构强度的前提下，适当减小混凝土支承层的厚度，可降低轮对垂向加速度和轮轨垂向力；（4）在满足轨道几何形位和轨道动位移的前提下，采用小刚度、大阻尼的扣件系统，可降低轮对垂向加速度和轮轨垂向力；（5）本研究成果可为CRTSⅡ型板式轨道的设计提供理论依据。

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泥石流冲击作用下无砟轨道桥梁的动力响应

张迅1,温志鹏,刘蕊,阮灵辉,李小珍

铁道工程学报. 2018, 35(1): 70-77.

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摘要：研究目的：泥石流冲击作用使桥上无砟轨道产生附加变形，进而可能对桥上高速列车的运行产生影响。确定泥石流荷载模型及其影响是研究该问题的关键之一。为此，本文首先提出一种泥石流荷载简化模型，其综合考虑了泥石流浆体压力、大块石冲击和龙头龙尾效应；然后以成兰铁路上一座多孔简支梁桥为案例，采用有限元法建立无砟轨道-桥梁三维有限元模型，分析泥石流冲击作用引起的墩顶横向位移、梁体跨中横向位移和相邻梁端两侧钢轨支点横向相对位移；最后通过参数分析，讨论泥石流荷载参数对各动力响应的影响规律。研究结论：（1）各动力响应峰值的出现时刻略晚于大块石冲击时刻，且动力响应结果对荷载大小和冲击高度均较为敏感；（2）龙头龙尾效应使得墩顶和梁体跨中横向位移出现显著差异，而相邻梁端两侧钢轨支点横向相对位移仅在龙尾时段变化显著；（3）增大单个大块石荷载的持续时长会使得墩顶和梁体跨中横向位移略微增大，而相邻梁端两侧钢轨支点横向相对位移大幅增加；（4）本研究成果可为后续进一步研究泥石流冲击作用下的桥上行车安全问题提供参考。

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跨座式单轨车辆-轨道梁耦合振动的计算分析

李小珍,葛延龙,晋智斌

铁道工程学报. 2018, 35(1): 78-83.

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摘要：研究目的：为评定跨座式单轨交通的行车平稳与乘坐舒适性能，对车辆与轨道梁的动力相互作用进行研究，建立跨座式单轨系统空间耦合振动模型并编制程序进行仿真分析，计算评价标准形式PC轨道梁的动力特性，探讨不同车速、载客状态对系统动力响应的影响水平。 研究结论：（1）轨道梁跨中竖向挠度和横向位移与车速的关系不明显，跨中横、竖向加速度和墩顶横向振幅、加速度随车速的提高而增大，载客量的增加会增大轨道梁跨中竖向挠度；（2）车体横、竖向加速度均随车速的提高而增大，随载客量的增加而有所降低；（3）轨道梁动力性能良好，在设计车速与载客量条件下，单轨车辆可平稳舒适地通过轨道梁桥；（4）本研究成果可为跨座式单轨交通系统的结构设计与运输管理提供参考。 

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复合式衬砌隧道的总安全系数设计方法探讨

肖明清

铁道工程学报. 2018, 35(1): 84-88.

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摘要：研究目的：铁路、公路等交通隧道常采用复合式衬砌，其中初期支护一般采用地层-结构法或工程类比法进行设计，二次衬砌采用荷载-结构法进行设计，由于二者采用的分析方法不同，难以统一评价整体结构的安全性。现有隧道设计规范仅提出了二次衬砌的安全系数要求，但复合式衬砌并非单一结构，有必要研究初期支护和二次衬砌的总安全系数。同时为建立总安全系数设计法，有必要研究初期支护的荷载-结构模型。研究结论：（1）对于采用喷锚支护的复合式衬砌隧道结构，围岩压力随埋深的增加而增加，隧道支护参数应根据埋深进行相应调整；（2）采用荷载-结构模型可以建立复合式衬砌初期支护和二次衬砌的统一设计方法；（3）复合式衬砌隧道的总安全系数应包含初期支护和二次衬砌各自的贡献，当二次衬砌为钢筋混凝土时，总安全系数建议不低于3.0，否则不低于3.6；（4）不同设计方法所建议的初期支护和二次衬砌的安全系数分配可按表2采用；（5）采用本文设计方法对现有高速铁路隧道结构安全性进行再分析，结果表明，在埋深为300 m左右时，Ⅲ、Ⅳ级围岩支护参数有进一步优化的空间；（6）本研究结果可为复合式衬砌隧道结构设计提供思路和方法。

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新城子隧道小间距段导洞作用效果计算分析

刘志强,宋冶,王仁杰,吴剑

铁道工程学报. 2018, 35(1): 89-94.

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摘要：研究目的：小间距隧道的工程难点主要是群洞效应以及中间岩柱的稳定性问题，国内目前研究主要集中在浅埋、城市环境以及一般围岩环境，针对挤压性围岩中的小间距问题研究甚少。基于此，本文以兰渝铁路新城子隧道为工程背景，通过数值计算及数据统计分析的方法，研究挤压性围岩中小间距隧道导洞的作用效果，以期为相关工程提供参考。 研究结论：（1）挤压性围岩小间距隧道，邻洞的存在对主洞开挖的影响包括中间岩柱的塑性变形和邻洞的变形释放，两种变形效应叠加产生相互影响；（2）先行洞室开挖的影响范围为掌子面前方1.5B，掌子面后方2B；（3）先行导洞的作用，可以明显减小后行洞室扩挖时对先行洞室的影响，同时本线的位移减小至无导洞的10%～20%，影响范围降至1.5B之内；（4）新城子隧道变形统计分析显示，后行左线变形小于右线11.6%～20.4%，当采用导洞应力释放后，左、右线平均值及最大值减小7%～20%；（5）该研究成果可为类似挤压性围岩隧道的设计与施工提供参考。

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盾构隧道沉降下整体道床变形及层间脱空分析

彭华,梁延科,蔡小培,马文辉

铁道工程学报. 2018, 35(1): 95-99.

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摘要：研究目的：盾构隧道管片沉降引起的整体道床脱空已成为影响地铁安全运营的重要因素。为揭示盾构隧道管片沉降下整体道床力学特性，建立轨道-整体道床-管片衬砌空间耦合有限元模型，并依托北京机场线T2支线东、西两侧线路的管片实际沉降监测数据，分析道床脱空下整体道床的变形以及破坏特征。研究结论：（1）当管片发生局部沉降，沉降波谷位于伸缩缝处时，道床上表面在沉降起始处出现开裂，道床底部两侧小范围会出现开裂；沉降波谷位于两伸缩缝中间位置时，道床上表面会出现大范围的开裂现象，且出现在管片沉降的起始位置，道床底部两侧及管片沉降波谷处会出现开裂现象；（2）当管片发生连续沉降，在两个沉降区的波谷都不位于伸缩缝处时，道床底部会出现大范围的开裂，道床上表面所受拉应力比较小，不会出现开裂；在其中一个管片沉降区的波谷位于伸缩缝处时，道床的两侧小范围会出现开裂，道床上表面会出现大范围的开裂；（3）该研究成果对地铁盾构隧道的养护维修具有一定的借鉴价值。

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京津冀区域高铁工程与土地利用变化关系研究

朱桃杏,朱正国,任建新

铁道工程学报. 2018, 35(1): 100-105.

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摘要：研究目的：高速铁路项目的建成促进了人口流动，引发人口对土地产品利用程度及需求量的增加，进而造成土地利用类型、强度的变化和土地利用方式的更新。基于此，本文以京津冀地区为例，通过构建高速铁路的社会网络结构效能指标和区域土地利用效率指标，采用Pearson相关系数和灰色关联度分析，分别研究高铁开通条件下区域高速铁路与区域土地利用强度的关系、高速铁路对区域土地利用形式的影响等。研究结论：（1）高铁开通以来，京津冀区域间的铁路交通网络结构效能变化明显，各节点间的连接度差异较大；（2）随着区域高速铁路运营线路的增加，京津冀区域土地利用类型变化最明显的是商服用地、高档住宅等，而住宅用地中的经济适用住房和廉租住房、公共管理与公共服务用地等影响相对较小；（3）高铁网络的完善使得京津冀区域土地利用格局正发生新变化，建设用地类型开始向商业服务用地和高端产业转移，周边土地价值变化也完全符合圈层结构理论所描述的价值层次分异规律；（4）本研究结论可为高速铁路规划和建设的空间导向提供决策依据及指导。

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关于新形势下勘察设计企业可持续发展的思考

罗静峰

铁道工程学报. 2018, 35(1): 106-110.

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摘要：研究目的：中国正处在经济结构调整和转型升级的关键时期，国家积极推进供给侧结构性改革，促进经济转型和产业结构调整，勘察设计企业面临着纷繁复杂的外部环境，未来将进入一个关键的调整与重新洗牌的时期。鉴于此,本文结合当前宏观经济形势和行业发展环境，分析了勘察设计企业发展面临的机遇和挑战，并提出了企业可持续发展的对策和途径，以期促进勘察设计企业的健康可持续发展。研究结论：通过对勘察设计企业面临的宏观经济环境和行业发展环境分析得出：（1）创新发展市场开拓模式，切入潜在市场区域；（2）提升工程总承包综合实力，扩大总承包市场份额；（3）加强科技创新和成果转化，提升企业核心竞争力；（4）加强人才培养，健全人才队伍建设；（5）加强信息化建设，提高应用的深度和广度；（6）本研究成果对当前勘察设计企业的可持续健康发展有一定的参考意义。

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2018年, 第35卷, 第1期　
刊出日期：2018-02-15

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