铁道工程学报

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周洁, 周华德, 班超, 顾仁杰, 刘琦

铁道工程学报. 2025, 42(7): 1-5.

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研究目的： 随着人类工程建设活动的增强,密集建筑群静力超载所诱发的深部岩溶塌陷问题应予以重视。本文以南方岩溶区典型城市徐州某工程为例,现场采集深度为18 m的覆盖层黏土样,利用设计的一种模拟深部岩溶塌陷破坏的试验装置,考虑密集建筑群静力超载对深部岩溶塌陷的影响,从而进一步确定深部岩溶灾害的触发条件。
研究结论： （1）当建筑容积率达到3.9（最不利工况）时,覆盖层土体在不同大小的岩溶溶洞里都会发生塌陷破坏,是密集建筑群静力超载诱发深部岩溶破坏的临界触发边界条件;（2）阻水型覆盖层的塌陷模式为整体性塌陷,属于重力致塌,其破坏模式主要分为3个阶段,即覆盖层土体开裂阶段、覆盖层土体延伸扩展、覆盖层土体塌陷阶段;（3）本研究结论可为人类工程活动下岩溶发育区地质灾害防治提供参考。

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非典型滑坡滑动带（面）力学指标推算方法

杨存进

铁道工程学报. 2025, 42(7): 6-9.

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研究目的： 对非典型滑坡,因滑坡前缘最后一个滑块并非临空,其剩余下滑力不为零,一般滑坡滑动带（面）力学指标推算的传统方法并不适用。本文提出的非典型滑坡滑动带（面）力学指标的推算方法是对一般滑坡滑动面力学指标推算方法的扩展与丰富。
研究结论： （1）对于非典型滑坡,滑体前缘接触的岩土体对滑体的作用可以通过外加一个力等效后便可将其滑动带（面）力学指标的推算转换成一般滑坡对滑动带（面）力学指标的推算;（2）通过选取滑体稳定系数与外加等效力的不同组合便可反算出滑动带（面）力学指标c、φ的取值范围,再结合现场（室内）试验及当地类似工程经验可确定工程设计采用的滑动带（面）力学指标c、φ值;（3）本研究成果对同类滑坡研究、治理具有一定的借鉴意义。

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不同填土压实度下水平受荷桩承载特性研究

蒋代军, 徐鹏举, 窦顺, 刘德仁, 杜建强

铁道工程学报. 2025, 42(7): 10-18.

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研究目的： 为探究压实度对填土场地水平受荷桩承载力的影响,开展不同填土压实度下模型桩水平载荷试验,研究水平受荷桩在不同填土压实度下桩顶水平位移、桩身弯矩、桩身p-y曲线变化规律,分析填土压实度对p-y曲线理论计算公式中待定系数的影响,提出考虑填土压实度影响的修正p-y曲线计算公式,并对其进行验证。
研究结论： （1）同一水平荷载下,模型桩桩身水平位移及桩身弯矩随填土压实度的增加而减小;（2）随着填土压实度减小,桩侧土抗力峰值点及零点逐渐下移;（3）对比双曲线型理论计算与实测p-y曲线,同一桩身位置处,随着填土压实度增加,桩侧土抗力计算值与试验值相差越大,建立填土压实度与理论计算式中待定系数的函数关系,提出考虑填土压实度影响的修正p-y曲线计算式,计算结果与实测结果吻合较好;（4）修正p-y曲线理论计算公式能够计算不同填土压实度下水平受荷桩的应力及变形,可为填土场地水平受荷桩的设计与计算提供参考。

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铁路隧道不良地质判识方法研究

许广春, 刘伟, 张凤凯, 宋树宝

铁道工程学报. 2025, 42(7): 19-25.

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研究目的： 在隧道开挖过程中,增强对不良地质的超前判识和综合预测具有重要的工程指导意义。基于宏观地质与水文地质分析,本文研究隧道不良地质风险判识方法,聚焦高地应力下岩爆、突泥涌水、软岩变形、高温热害等问题划分风险等级,并以高温热害预报为例验证方法准确性。
研究结论： (1)超前地质预报需加强宏观地质和水文地质分析,注重地面与洞内结合、物探与钻探结合、不同物探方法的结合、长短距离预报的结合,本文建立的不良地质判识方法具有创新性和科学性;(2)单一预报方法是“盲人摸象”,只能揭示局部地质情况,运用综合预报手段可加深对不良地质的全面认识,减少多解性,实际使用中不能将多个异常简单叠加,需注意各方法对地质问题的敏感性;(3)超前地质预报是施工安全的重要保障,采用有效风险判识方法有助于防范各类事故,须纳入施工工序管理;（4）本文研究可为隧道不良地质的超前判识和类似工程提供借鉴。

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循环荷载下有砟道床复合轨枕力学特性研究

曾志平, 李沛成, 徐榕, 李平, 叶梦旋, 田春雨, 吴达

铁道工程学报. 2025, 42(7): 26-31.

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研究目的： 为了分析和比较在有砟轨道上铺设复合轨枕和混凝土轨枕时,列车循环荷载下轨枕本身及道床力学性能差异,本文通过将有限差分方法及离散元两种数值算法进行耦合计算,建立铺设混凝土轨枕及复合轨枕的有砟道床数值计算模型,将列车荷载简化为正弦荷载,施加在钢轨位置上,计算比较两种模型的各力学指标特点及振动加速度峰值变化规律,对比分析两种轨枕的不同受力特点。
研究结论： （1）受力时,由于道砟的离散性,轨枕的垂向动应力呈现出非均匀分布,在轨枕中下部区域的中间位置,复合轨枕的垂向动应力明显小于混凝土轨枕,且混凝土轨枕与道砟间的最大接触力大于复合轨枕;（2）提高荷载频率对道砟间的接触力影响不大;提高荷载峰值会使道砟间的接触力有显著的提高;（3）随着循环荷载的峰值及频率的增大,两种轨枕上的振动加速度峰值也随之增大,其中复合轨枕的振动加速度峰值略大于混凝土轨枕,但铺设复合轨枕的道床振动加速度峰值小于铺设混凝土轨枕道床;（4）本研究结果可为复合轨枕的设计、施工、养护和维修提供参考。

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基于滑动窗与GM模型的轨道不平顺鲁棒性评估

王英杰, 郑志强, 时瑾, 肖军华

铁道工程学报. 2025, 42(7): 32-37.

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研究目的： 为精确预测轨道质量状态,本文在非等时距灰色模型与PSO优化的轨道不平顺预测模型基础上,提出一种基于滑动窗法改进的灰色预测模型,通过滑动窗依次计算TQI预测结果。选取某有砟铁路实测TQI数据对本文模型进行验证,并与既有模型的预测精度进行对比。
研究结论： （1）滑动窗法改进模型使用距离预测点较近的历史数据预测下一时刻轨道不平顺,克服了预测过程中较远历史数据对预测结果的影响;（2）对于区段一和区段二,滑动窗法改进模型的预测平均相对误差分别为1.61%和4.32%,预测精度较既有模型有所提升;（3）通过异常幅度、异常数据量评价发现,滑动窗法改进模型预测结果的MAE和 MRE指标变化不大,表明模型具有较强的鲁棒性;（4）本文研究成果对了解轨道质量状态发展规律、指导养护维修作业具有重要意义。

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冲击荷载下道砟破坏几何形状特征研究

常建梅, 田喜龙, 冯怀平

铁道工程学报. 2025, 42(7): 38-42.

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研究目的： 在基础刚度突变的路桥过渡段,受冲击荷载作用有砟轨道道床道砟破碎比较严重,给线路安全运营和养护维修造成巨大压力,道砟破碎问题越来越受到研究人员关注。现有研究主要采用落锤冲击方法,围绕道砟的级配变化和整体破坏特征开展,而有关道砟几何形状变化的量化研究还比较少见。几何形状是道砟的重要参数,其变化特征对道床性能劣化具有重要影响。因此,本文在道砟冲击试验及宏观分析结果基础上,利用激光扫描和三维图形分析方法,研究道砟几何形状破坏特征和分布规律。
研究结论： （1）冲击荷载作用下断裂破坏道砟占比显著增加,棱角破坏和断裂破坏道砟的颗粒占比约为 3∶1,随粒径增加,发生断裂的道砟比例增加,块状道砟发生棱角破坏的比例约为针状和片状的2倍,针状、片状道砟发生断裂破坏的比例约为块状的3倍;（2）棱角破坏道砟在棱边、角等处的最大缺失深度通常在5 mm以内,棱角破坏道砟的形状系数随粒径增大而增加,块状道砟形状系数变化率较小,针状和片状道砟形状系数变化率较大,可达块状道砟形状系数变化率的3倍以上;(3)利用比表面积指标可区分两种道砟破坏类型,断裂道砟试样前后的比表面积呈线性关系,截距代表了断裂道砟增加表面消耗冲击能的性能,对断裂面的位置有重要影响;（4）本研究结果可为道床的劣化评估和维修策略制定提供参考。

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水介质中碎冰-桥墩碰撞动态响应研究

贡力, 崔越, 董洲全, 杜云飞, 贾治元

铁道工程学报. 2025, 42(7): 43-49.

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研究目的： 铁路桥桥墩在冬季流冰期经常遭受碎冰群的撞击,撞击产生的耦合力会造成桥墩发生不同程度的损坏。为了研究极端条件下碎冰对铁路桥桥墩的碰撞问题,基于显式动力分析软件,运用任意拉格朗日欧拉(ALE)方法建立水介质中碎冰撞击桥墩的三维流固耦合数值模型,研究在不同流速和不同碎冰分布密度工况下的碎冰-桥墩碰撞动态响应规律。
研究结论： (1)碎冰对桥墩的最大撞击力与碎冰速度呈现出近似线性关系;(2)碎冰对桥墩的最大撞击力与碎冰分布密度呈现出近似的二次函数关系,其中60%分布密度撞击力影响结果较为明显;(3)撞击力时程曲线在不同时刻有不同的峰值,并出现多峰值、峰值间隔时间密集及最大峰值不是第一次撞击峰值的现象;(4)速度较大、分布密度在55%附近时碎冰对桥墩的撞击影响较大,且最大撞击力为后续冰挤压撞击产生;(5)碎冰密度较大时,后续碎冰的撞击力峰值分布更为密集,挤压力增大;(6)本研究成果可为极端条件下铁路桥梁工程安全运营提供理论参考和技术支撑。

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高速铁路桥梁动力性能评价指标研究

孟鑫, 王一干, 杨宜谦, 王巍, 董振升, 刘鹏辉

铁道工程学报. 2025, 42(7): 50-54.

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研究目的： 在高速铁路桥梁检定过程中存在检测项目不明确、结构发生变化、通常值适用性等问题,应开展相关标准的修订工作。基于现阶段掌握的实测数据样本,针对高速铁路常用跨度桥梁提出合理的动力性能评价指标,始终是桥梁科研课题的研究重点。
研究结论： （1）明确了11个检测项目作为桥梁动力性能评价依据;（2）按99.6%和99.9%保证率统计分析得到桥梁评价指标,其中设计等级350 km/h的32 m简支箱梁竖向自振频率为5.70 Hz、竖向挠跨比为1/7 000、动力系数为1.55、竖向振幅为0.45 mm、竖向加速度为0.50 m/s²;（3）通过实测数据对比,说明评价指标能够更好地涵盖因“车、线、桥”变化造成的检测结果差异;（4）针对桥梁横向振动峰值现象进行分析,阐明了车-桥相互作用过程,给出了墩顶横向振幅评价指标计算公式;（5）本研究成果可为修订高速铁路桥梁检测相关标准提供数据支撑。

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高铁箱梁混凝土振捣可视化质量监测研究

贾广林, 梁家启, 陈彬

铁道工程学报. 2025, 42(7): 55-60.

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研究目的： 本研究旨在解决混凝土浇筑过程中振捣质量难以实时、精确控制的问题。针对传统施工中缺乏对振捣过程动态监测与量化评估手段的现状,提出并开发了一套基于动态可视化的实时质量监测算法及其应用系统,该系统集成超宽带（UWB）定位技术与惯性测量单元（IMU）技术,能够实现对桥梁箱梁内部振捣棒运动轨迹及振捣时间的高精度追踪与记录,从而为混凝土振捣状态提供实时、定量的质量评估与在线反馈控制建议,优化施工工艺,保障混凝土结构的整体施工质量。
研究结论： （1）试验验证结果表明,所开发的系统能够有效实现对混凝土振捣过程的实时监测与量化评价;（2）能够准确追踪振捣棒在桥梁箱梁内部的空间运动轨迹;（3）实现了对振捣时间、深度和覆盖范围的精确记录与分析;（4）通过三维可视化平台,施工人员可直观掌握振捣过程中的关键参数,实现对混凝土振捣状态的定量评估与实时监控;（5）在复杂施工环境下仍能保持较高的数据采集精度和响应速度;（6）本研究成果可广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑等涉及混凝土施工的重点工程领域,为推动智能建造与绿色施工提供技术支持。

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局部浸水黄土隧道洞口段动力响应试验研究

曹小平, 王少雄, 王建华, 王治霖

铁道工程学报. 2025, 42(7): 61-65.

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研究目的： 黄土隧道洞口段往往处于浅埋状态,在降雨或灌溉入渗叠加地震动荷载时更加容易发生破坏。为了研究局部浸水条件下黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应及衬砌结构的变形与受力特征,设计并完成黄土隧道洞口段大型模型并进行振动台模拟试验,得到在高强度地震作用下衬砌不同断面处的应变和洞口处的加速度响应,以及不同地震动幅值下的破坏特征。
研究结论： (1)隧道各测点应变峰值随着地震波幅值增加不断增大,当地震强度增加,拱肩部位浸水时隧道拱肩应变响应较大;拱脚部位浸水时,仰拱及拱脚的应变响应较大;(2)当输入地震动加速度幅值为0.3g~0.4g时,仰拱测点PGA放大系数达到峰值,当输入地震的加速度幅值超过0.6g时,隧道拱顶测点PGA放大系数显著减小,隧道周围拱肩局部区域土体的承载力降低,围岩塑性变形发展迅速,进入加速破坏阶段;(3)两种浸水工况下隧道仰拱纵向方向全段都有不同程度的贯通裂缝,拱肩、拱脚等部位也产生裂缝,损伤严重,因此黄土隧道洞口段应当加强抗震设防;(4)该研究成果可为黄土隧道洞口段的抗震设防提供参考和借鉴。

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软土盾构隧道受近接施工影响与处理措施研究

彭斌, 邬泽

铁道工程学报. 2025, 42(7): 66-71.

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研究目的： 单一工程近接盾构隧道施工造成的影响与处理措施已有一些研究,填海地区软土地层条件下,多个临近盾构隧道工程陆续施工,使隧道同一区域受到叠加影响的案例与研究较为罕见。本文依托某沿海城市填海区2项大型工程近接地铁盾构隧道施工项目,开展盾构隧道受周边施工影响分析和应对措施研究,成果可为此类工程的建造提供参考与借鉴。
研究结论： （1）填海区不利地质和工程建设特点构成了本案例中隧道病害的客观因素,基坑降水应对措施不利和地面荷载作用是造成隧道大幅偏移与管片病害的主要原因;（2）采取的卸载和注浆措施能够起到回调隧道沉降和偏移的作用,注入水泥浆液和EAA环氧浆液,可有效填补道床脱空及填补裂缝;（3）制定的管片修复与钢内衬加固方案可有效治理隧道管片病害,提高管片的承载能力和变形刚度;（4）填海区区域规划和线路规划过程中充分考虑地质和区域建设特点,合理制定风险防控措施,可有效避免类似本案例情况的发生。

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复杂艰险地区隧道工程施工方案优选决策研究

段晓晨, 周龙, 段鹏鑫, 杨晓雪, 苏丹娜

铁道工程学报. 2025, 42(7): 72-76.

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研究目的： 为解决目前西南复杂艰险地区隧道工程施工方案优化中没有很好兼顾环保、安全、质量导致一系列事故问题,本文综合考虑施工工期、成本、质量、安全、环保五个施工重要指标,在网络计划技术合理划分施工活动基础上,运用模糊群方法,用三角模糊数的形式表示五大指标,定义模糊多属性优属度,并利用直觉模糊集进行评价,建立综合工期-成本-质量-安全-环保的模糊优化群决策模型,并用遗传算法求得最佳作业模式组合,实现施工方案的优选决策。
研究结论： (1)将模型求出的施工方案在案例隧道工程中实施,根据真实工程试验结果,在满足质量、安全、环保、工期、成本的要求基础上,工期缩短20天,成本低于预算5%,提升了工程的综合效益;(2)方法应用于隧道工程施工方案的优选决策,实现了工期、质量、成本、安全、环保等目标的均衡优化,可为隧道工程施工方案决策提供方法、数据支持和依据。

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长大隧道对牵引网电气参数及供电性能的影响

吴命利, 曹国涛, 叶晶晶, 胡亮

铁道工程学报. 2025, 42(7): 77-82.

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研究目的： 长大隧道环境的地层结构与平面大地区段差异显著,可能导致牵引网电气参数和供电性能发生变化。因此,亟需探究长大隧道环境下牵引网电气参数及供电性能的变化特性。本文通过实地测试,获得了长大隧道环境下牵引网电气参数值,对比分析了理论值和实测值的差异。最后,通过MATLAB/Simulink验证了长大隧道环境对空载容升特性、压损特性、阻抗频率特性的影响。
研究结论： （1）基于简化Carson公式和Tylavsky公式的理论计算无法准确计算隧道结构中复杂的回流系统,二者理论计算值均略大于实际测量值;（2）长大隧道内牵引网受吊柱腕臂影响,对地电容显著增大且远大于理论计算值,实际计算时不可忽略;（3）在同种供电方式下,长大隧道环境下牵引网电抗值小于开放路基区段,分布电容值大于开放路基区,导致牵引网电压较高;（4）长大隧道环境影响牵引网分布电容值,导致牵引网谐振频率点左移;（5）本研究对电气化铁路牵引网电气参数理论计算和仿真分析具有指导和借鉴意义。

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高速铁路牵引供电广域保护自愈重构方案研究

祁忠永

铁道工程学报. 2025, 42(7): 83-87.

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研究目的： 随着我国高速铁路牵引供电系统智能化水平的发展,供电系统的运行方式及其保护控制特性越来越复杂,系统的风险隐患也随之不断增加,传统保护控制系统已不能满足牵引供电系统速度快、负荷大、智能化程度高的方向要求。本文对广域保护测控系统自愈重构技术方案进行研究,以弥补传统保护控制系统的不足,以提高牵引供电系统保护控制的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
研究结论： （1）与传统继电保护相比,广域保护测控系统具有速度快、覆盖广、全后备等优势;（2）广域保护测控系统以整个供电系统为单元,可对系统内各供电二次设备进行组网通讯,并进行自动测量、监视、控制和保护;（3）广域保护测控系统的网络化,结合供电臂短路故障自愈重构技术,通过对牵引网故障区段进行隔离可实现所间的智能化控制;（4）本文研究内容可为智能牵引供电广域保护测控系统自愈重构技术的应用提供参考和借鉴。

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群基坑多重卸载下邻近地铁结构变形特征分析

吴楠, 陈佩佩, 杨光昌, 吴鋆杰, 单杰

铁道工程学报. 2025, 42(7): 88-93.

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研究目的： 随着城市的持续扩张和发展,地铁结构周边的工程开发愈发密集,尤其在软土地区,群基坑施工引起的结构变形影响复杂、风险高,已成为地铁运营部门关注的焦点。明确群基坑引起的结构变形非线性叠加特性,对邻近地铁结构安全运维至关重要。本文建立一种群基坑引起的非线性叠加增长规律的评价方法,构建群基坑开挖的邻近结构非线性变形叠加因子,基于某工程案例的数值计算结果,分析和探讨该叠加因子在群基坑多重卸载扰动下的变化规律,探究不同群基坑布局与开挖顺序对邻近地铁高架桥墩变形非线性叠加特征的影响。
研究结论： （1）群基坑开挖影响下,邻近地铁桥墩表现出明显的非线性变形叠加变化特征;（2）对称双坑开挖在基坑距桥墩约3.5H（H为基坑开挖深度）范围内产生叠加变形影响;（3）不同开挖方式对桥墩总竖向位移影响差异较小,而对称基坑能显著减小桥墩水平位移;（4）采用同步开挖方式有利于控制群基坑对邻近环境影响,在先后开挖的情况下,应提出更严格的变形控制标准;（5）本研究成果对邻近群基坑等群体工程下地铁结构变形控制有一定的指导意义。

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城际与市域铁路技术规章标准协同优化研究

贾永刚, 保鲁昆, 晁阳, 陈琦

铁道工程学报. 2025, 42(7): 94-97.

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研究目的： 城际铁路、市域（郊）铁路与干线铁路之间技术条件、服务对象和功能定位的差异,决定了其技术设备和行车组织具有一定的独特性。在工程建设阶段,干线铁路、城际铁路和市域（郊）铁路均分别制定了设计规范。在运营维护阶段,技术规章是支撑保障铁路行车组织、设备运营维护和客货运组织的重要基础,有必要开展城际铁路、市域（郊）铁路技术规章与技术标准协同优化研究,为铁路技术规章健全完善和“四网融合”提供支撑。
研究结论： （1）城际铁路执行《技规》（高速铁路部分）相关要求;（2）《技规》（高速铁路部分）与城际铁路相关建设标准的差异主要在建筑限界、线间距、路基面宽度、桥面宽度、列控方式等方面;（3）铁路局根据开行列车等级的线路不同,分别执行《技规》普速、高速部分;（4）建议城际铁路相关规定纳入《技规》（高速铁路部分）,市域（郊）铁路技术规章由铁路局制定;(5)本研究成果可为城际、市域(郊)铁路相关技术规章制修订及其与干线铁路的互联互通提供参考和借鉴。

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国际标准ISO 23054-1:2022与国内外既有标准对比研究

杨飞, 田新宇, 高亮, 刘秀波, 刁洪宝

铁道工程学报. 2025, 42(7): 98-103.

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研究目的： 由于各国在轨道几何管理项目、测量系统及评价方法方面仍存在差异,国际铁路界长期缺乏统一的轨道几何测量与评估准则。2022年8月发布的国际标准《铁路应用轨道几何质量第1部分：轨道几何及其质量描述》（ISO 23054-1:2022）填补了这一空白。本文在解读ISO 23054-1国际标准的基础上,对国内外轨道几何标准进行系统对比分析,阐明各标准在轨道几何参数定义及评估方法等方面的异同点。
研究结论： （1）ISO 23054-1标准统一了轨道几何参数的定义,明确了惯性基准测量系统与弦测系统的测量要求,提出了波长范围法与弦测法的转换机制,并规范了滤波器设计程序;（2）各国标准在轨距点位置、轨距变化率及三角坑基长、弦长/波长等级、标准偏差计算方式等方面存在差异;（3）ISO标准以中国行业标准为基础,融合了欧洲等国家以及日本的规范,为全球轨道质量检测标准化提供了技术依据。

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复杂山区铁路隧道施工安全风险致因分析

王兴鹏, 籍仲轩, 王学辉

铁道工程学报. 2025, 42(7): 104-109.

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研究目的： 为揭示复杂山区铁路隧道施工事故的致因机制,收集2013—2023年的652起铁路隧道施工事故案例数据,采用FP-growth算法挖掘出161条具有较高支持度的关联规则,基于关联规则利用超图构建铁路隧道施工事故致因网络模型,并利用超图的拓扑特性对其进行分析。
研究结论： （1）基于超图的事故致因网络模型更清晰地展示了风险事件和因素之间的多对多关系,为进一步分析铁路隧道施工中风险事件与因素间的复杂关系提供了有力工具;（2）在六大类风险因素中,人员安全行为、装备配置和使用、材料检测等因素对事件的发生有重要影响,而围岩稳定性和地质构造对施工安全的影响更为直接;（3）岩爆、塌方和突泥涌水是复杂山区隧道施工中最为突出的风险事件,超前地质预报、爆破方法、围岩稳定性和复杂地质构造等因素对这三类风险事件都有重要影响;（4）本文研究可为复杂山区铁路隧道施工事故的致因分析提供参考。

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2025年, 第42卷, 第7期　
刊出日期：2025-07-15

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