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2015年 32卷 9期
刊出日期：2015-09-16
城市轨道工程
节能环保
勘测设计
地质与路基
桥梁工程
隧道工程
通信信号
 
       勘测设计
1 拉日铁路地热地区综合选线研究 Hot!
王争鸣
研究目的:铁路综合选线设计是项目设计的重点和难点,直接关系到项目建设的可靠性及经济性。本文 通过分析拉日铁路地热分布及地热对工程的危害影响，总结提出地热地区选线原则及设计理念，并总结提出 地热综合处理措施，对今后地热异常区综合选线和工程建设具有推广应用价值。 
研究结论:（1)按热害对隧道施工和运营的影响程度，将拉日铁路隧道的地温划分为5级;（2)地热会对 隧道工程的施工环境、施工效率、建筑材料选取、结构安全及运营养护维修等方面产生影响；（3)通过对地热 工程方案总结分析，宜坚持”先明线、浅埋深、拔高位”的选线原则和理念;（4)线路通过地热地区，首先要在设 计中充分考虑地热问题,其次在施工前组织好超前地质预报工作,同时要采取科学合理的工程措施；（5)通过 对地热工程的综合研究,提出铁路选线的主要设计原则及设计理念，对于类似工程具有参考价值。
2015 Vol. 32 (9): 1-5 [摘要] ( 3298 ) HTML (1 KB)  PDF  (691 KB)  ( 2510 )
6 复杂约束条件下铁路车站自动选址研究
蒲浩,郑晓强,李伟,刘威
研究目的:铁路线路优化正向着线站协同优化发展,而线站协同优化的基础是实现车站的自动选址,但 现有成果对线路、车站、环境及结构物之间的复杂约束欠缺系统研究，且大都是在车站备选方案既定情况下的 评价选址。本文提出一种复杂约束条件下的车站自动选址方法，将车站选址问题分解为站心选择和站坪方向 选择,能快速自动搜寻出满足复杂约束且经济合理的站址方案群,可为设计人员提供参考,并为进一步线站协 同优化奠定基础。
研究结论:（1)基于空间格网索引机制构建的综合地理信息模型，为车站选址提供可快速存取的地理数 据基础；（2)站心及站坪方向分治求精的思想可提高方法的计算效率;（3)考虑了用地换算代价、土石方工程 换算代价、偏离经济据点换算代价及偏离期望线路换算代价,建立了站址方案综合代价计算模型，为站址方案 优劣评判提供依据;（4)以西南山区某铁路为例，验证了本文方法的有效性，该研究成果可为线站协同优化设 计提供参考。
2015 Vol. 32 (9): 6-12 [摘要] ( 3339 ) HTML (1 KB)  PDF  (1450 KB)  ( 2777 )
       地质与路基
13 黔张常铁路岩溶区坡度方案比选研究
李金城
研究目的:黔江至张家界至常德铁路是一条客货共线、以客为主的区际干线铁路。由于沿线岩溶发育典 型,工程地质构造极为复杂,工程投资大,需要对不同的坡度方案进行比选，以便确定合理的线路坡度。本文 结合地形地貌、地层岩性、地质构造以及岩溶，对比13V和18V坡度方案的工程投资和工程风险，分析牵引质 量、机车类型合理组合及其与相邻线协调匹配情况,并对运输质量与运营成本进行经济评价。
研究结论:通过方案比选研究得出：（1)两个坡度方案均可满足相关运营安全要求；(2)通过工程风险及 工程投资分析,18V优于13V坡度方案，能降低施工难度，减少运营风险，节约运营费用，建议本线坡度采用 18V方案；（3)黔张常铁路坡度方案的比选过程，可供其他类似岩溶地区铁路坡度比选参考。
2015 Vol. 32 (9): 13-18 [摘要] ( 4519 ) HTML (1 KB)  PDF  (394 KB)  ( 2558 )
19 延安地区黑沙蒿生长特征及护坡效应研究
许锐1, 郭璐1,李寻昌1,董琪2
研究目的:黑沙蒿是黄土边坡生态恢复与重建的优良树种,研究黑沙蒿在黄土边坡植被群落结构中的生 长特征，对黄土边坡稳定性及生态恢复有着重要意义。本文基于对延安地区黄土边坡主要优势植物黑沙蒿的 调查，通过植物科属分布及密度、黑沙蒿在边坡植被群落结构中的生长特征以及SnnpSOn指数等分析，研究黑 沙蒿的护坡效应,为延安地区黄土边坡复合型生态防护提供可靠依据。
研究结论：（1)延安地区植物物种多样性处于中等偏下水平,基本符合黄土高原半干旱地区的边坡植被 组成特征;（2)黑沙蒿由于耐寒耐旱及适生性强，成为延安地区黄土边坡主要植物物种；（3)随着坡度增大和 土壤湿度降低,黑沙蒿数量相应减少,但优势度相应增大;（4)基于黑沙蒿护坡效应的分析，提出了各坡度下 适宜的初期护坡植物物种及相应的工程结构措施；（5)本研究成果可为西北黄土边坡生态防护技术提供 指导。
2015 Vol. 32 (9): 19-24 [摘要] ( 5119 ) HTML (1 KB)  PDF  (1117 KB)  ( 2941 )
25 高速公路路堤滑坡成因及治理方案研究
成永刚1,吴六政1,赵晓彦2
研究目的:路堤滑坡作为人类改造自然环境导致的一种工程滑坡，常由于软弱地层、陡坡地段、河流冲 刷、坡后汇水、支挡工程不足、老滑坡影响、施工质量欠佳和填方坡率过陡等因素形成。为合理的分析路堤滑 坡产生的地质因素和人为因素,确定合理的工程治理方案,本文以某高速公路路堤滑坡为例对路堤滑坡的成 因及治理方案进行针对性的分析。
研究结论:（1)造成路堤滑坡的因素较多，合理分析诱发滑坡的关键因子是确定治理方案的关键所在; (2)路堤工程设计以翔实的地质资料为依据，工程施工以严格的工程质量为基础是避免路堤滑坡发生的前 提;（3)路堤滑坡往往会造成较大的社会影响，治理方案的确定除考虑工程的安全性、经济性外，还应重点考 虑社会影响性;（4)本文关于路堤滑坡成因及治理方案的研究，可为类似工程滑坡的治理提供有效借鉴。
2015 Vol. 32 (9): 25-29 [摘要] ( 4497 ) HTML (1 KB)  PDF  (736 KB)  ( 2565 )
30 武广高铁武汉综合试验段软土复合地基沉降分析
张峰,刘莹,许兆义,李志义
研究目的:不良地质环境条件下路基工后沉降的控制是高速铁路设计中的关键问题,过大的路基工后沉 降会对高速铁路的运营产生不良影响。本文以武广高速铁路武汉综合试验段为例，运用有限元法对软土段采 用CFG桩复合地基处理后的沉降特征进行研究。
研究结论:（1)随着路堤填筑高度的逐渐增加,路堤高度越大其沉降量越大，复合地基CFG桩端沉降量随 距路堤中心距离增加而减小,且在路堤顶面宽度以外快速衰减；（2) CFG桩与填土应力比随路堤填筑高度的 增加而减小，桩土所承担的荷载分布更加均匀，桩土应力比随距路堤中心的距离增大而增大，路堤中心处桩土 受力更均匀；（3)孔隙水压力随填筑高度增加而迅速增长,加载完成后便开始逐渐消散,路堤填土一年后,路 堤中心处的孔压基本扩散均匀，约为38 kPa;(4)该研究成果可为高速铁路软土复合地基沉降控制提供参考。
2015 Vol. 32 (9): 30-34 [摘要] ( 2714 ) HTML (1 KB)  PDF  (567 KB)  ( 2625 )
35 干寒地区路基长期稳定性及工程措施效果研究 Hot!
孙文,吴亚平,高遵明
研究目的：由于目前对干寒地区路基长期稳定性研究还不能完全满足工程实际的需要,为此本文对干寒 地区已修建的各种低路堤路基结构的短期及中长期可靠性和冻土环境的稳定性作出预测，进而对运营期间 的路基维护和可能发生病害的治理提供理论支撑。
研究结论：1)为保证路基的长期稳定性,需要主动采取措施保护冻土，热管就是其中一种较好的措施；
(2) 在对冻土进行保护的过程中，热管的降温作用明显，热管路基可以抵消气候变暧对路基造成的不良影响；
(3) 路基本身对冻土的保温作用也很显著,路基越高对冻土的保温效果越好,路基越低对冻土的保温效果越 差;（4)当路基高度低于某个极限时，不但不能对冻土起到保温作用，反而会使路基下冻土温度升高；（5)该研 究成果可为我国在干寒地区修建各种路基结构的设计提供参考依据。
2015 Vol. 32 (9): 35-40 [摘要] ( 2881 ) HTML (1 KB)  PDF  (1000 KB)  ( 2627 )
41 加筋土挡墙地震稳定性时频分析研究 Hot!
杨长卫1,周峰3,杨国涛2,张建经1
研究目的:大量研究结果表明地震波的持时、频率对加筋土挡墙的地震稳定性存在较为显著的影响，然 而目前加筋土挡墙地震稳定性通常采用的拟静力法、极限位移法对其均不考虑。基于此，本文基于弹性波动 理论,概化加筋土挡墙的动力分析模型,针对可延展性和不可延展性两种加筋材料，利用水平分层法建立受力 平衡微分方程，借助ffilbert - Huang变换，提出地震作用下加筋土挡墙地震稳定性的时频分析方法，为加筋土 挡墙及其他类型支挡结构的抗震设计提供指导。
研究结论:（1)提出了地震作用下能够考虑地震波三要素（峰值、频率以及持时）影响的加筋土挡墙地震 稳定性的时频分析方法;（2)分析了筋材类型、地震烈度、填土内摩擦角以及输人波频率等单因素对加筋土挡 墙筋材所需拉力总和的影响，结果表明：随着填土内摩擦角的减小、地震烈度的增大，加筋土挡墙地震稳定性 变差,筋材所需拉力总和大幅增加,可延展性筋材所需拉力总和明显高于不可延展性筋材,筋材所需拉力总和 随输人波频率的增大呈马鞍形分布，并且在输人波频率与加筋土挡墙系统自振频率相近时达到最大值；(3 )对于可延展性筋材和不可延展性筋材来讲，按照现有规范只考虑峰值地震动不考虑输人波频率进行加筋 土挡墙地震稳定性设计，可能会降低挡墙的地震安全储备；4 )随着填土内摩擦角的增加，主动破裂角逐渐增 加;墙后填土的主动破裂角随地震动峰值加速度的增加而减小。
2015 Vol. 32 (9): 41-48 [摘要] ( 2912 ) HTML (1 KB)  PDF  (857 KB)  ( 2683 )
49 双排抗滑桩工作性能的模型试验研究
吴红刚,张乾翼,周张博,张俊德,宋响军
研究目的:随着国内高速公路、铁路及民航等工程建设步伐的不断加快，出现了很多推力巨大的工程滑 坡。双排抗滑桩作为治理该类大型滑坡的有效措施得到了广泛应用，但对于双排抗滑桩的承载力和变形破坏 形态等工作性能指标缺乏足够的认识。本文针对一个采用双排圆形抗滑桩支挡的堆积层滑坡原型，通过室内 地质力学模型试验,研究双排抗滑桩的极限承载力及其变形破坏过程,供双排抗滑桩治理大型滑坡的应用 参考。
研究结论:（1)本次试验为三个阶段破坏性试验,前、后排桩在各个预定的试验阶段都产生了不同程度的 断裂破坏,破坏形式以拉弯形态为主;（2)试验第一、三阶段的位移变化曲线呈明显的缓慢、快速和加速发展 的三阶段特征，而第二阶段曲线呈线性特征;（3) 土压力沿桩身的分布特征基本符合现行计算假定，由于桩间 土体摩擦力的存在，前、后排桩的推力分布极不均匀,后排桩承担推力主要部分,土压力变化整体上分为缓慢 发展、快速发展和衰减三个阶段;（4)该研究成果对双排抗滑桩治理大型滑坡的应用研究有着理论和实际意 义。
2015 Vol. 32 (9): 49-54 [摘要] ( 2719 ) HTML (1 KB)  PDF  (1004 KB)  ( 2785 )
55 重载铁路盐渍土路基中土工布使用寿命评估
陈文化
研究目的:欲使土工布大规模地应用于工程，对其寿命的影响需进一步研究。针对土工布多为出厂预期 寿命，缺乏工程最关心的现场使用寿命判定依据,且国内、外研究成果不多，本文通过现场和室内研究，以期确 定其使用寿命并获得土工布保护技术，为重载铁路路基中土工布使用设计与施工提供参考。
研究结论:（1)结合现场埋置土工布跟踪分析,初步估计盐渍土路基中两布一膜土工布现场使用寿命在 80年以内；（2)两布一膜土工布的老化因素影响程度由大到小依次为紫外线、高拉应力、盐池水、海水等; (3)基于现场取样试验和运营线路调查分析,建议工程抽检周期为10年;（4)该研究成果可为盐渍土铁路、公 路和民航工程的设计与施工提供依据。
2015 Vol. 32 (9): 55-59 [摘要] ( 2736 ) HTML (1 KB)  PDF  (689 KB)  ( 2522 )
       桥梁工程
60 简支铁路桥梁加固前后共振响应分析 Hot!
周长东1,刘斌2
研究目的：由于加固前后铁路简支桥梁自振频率发生变化，车桥系统发生共振时对应的列车速度发生改 变,因此需要分析加固前后桥梁的共振响应是否满足要求。本文介绍车桥系统发生共振的原理，研究影响车 桥系统共振响应的因素，采用ANSYS软件和多体动力学软件UM( Universal Mechanism)分析加固前后桥梁仿 真模型的车桥耦合动力性能。
研究结论:（1)对于小跨径直线桥梁，加固前后桥梁发生共振时对应的列车速度发生明显改变；（2)通过 桥梁加固，其发生竖向共振时列车速度已经超出高速列车的速度范围；（3)列车第二共振速度时桥梁的竖向 振幅和加速度远小于列车处于第一共振速度时，故可以不考虑;（4)对桥梁进行加固，能够明显减小共振时桥 梁竖向及横向的跨中振幅和跨中加速度;（5)本研究成果可为简支铁路桥梁的共振控制提供借鉴。
2015 Vol. 32 (9): 60-66 [摘要] ( 4831 ) HTML (1 KB)  PDF  (778 KB)  ( 2717 )
67 斜交连续钢箱梁桥横隔板布置方式研究
戴公连,粟淼
研究目的:对于斜交连续钢箱梁桥，正交横隔板有利于荷载横向传递和施工拼接。为简化结构在支点处 的构造以进一步优化该横隔板布置方式，本文取消中间墩支点处斜横隔板，在此基础上提出一种新的横隔板 布置方式概念,并研究和验证其可行性。
研究结论：（1)以某（30 +35) m跨斜交连续钢箱梁桥为工程背景，采用通用有限元软件建立了全桥板壳 单元模型,计算结果表明,采用本文提出的横隔板布置方式,结构整体受力性能与局部应力均满足设计要求；(2)当斜交角度较小时，横隔板正交布置或斜交布置的结构受力差别不大;（3)通过进一步优化构造措施，讨 论了该种新型横隔板布置方式在大箱室和大斜交角的钢箱梁桥上的适用性;（4)本研究结论可为斜交连续钢 箱梁的横隔板的设计提供部分理论参考。
2015 Vol. 32 (9): 67-72 [摘要] ( 5499 ) HTML (1 KB)  PDF  (1004 KB)  ( 2953 )
73 深厚软土区桥梁工程病害防范研究
康承磊1,林文泉2
研究目的：昆明南连接线高速公路第三标段罗衙村主线桥地处滇池断陷盆地深厚软土地区，通过对罗衙 村主线桥工程病害的案例进行分析研究,总结提出深厚软土地基条件下桥梁工程病害防治的措施建议,为今 后深厚软土地基桥梁设计施工提供借鉴。
研究结论:（1)深厚软土地基负摩阻对桥梁施工、运营安全的影响较一般软土地基更加敏感，设计中一定 要充分考虑负摩阻的影响,并且要充分考虑施工、运营以及后续土地开发中不平衡堆载或减载的不利影响；(2)深厚软基桥梁工程设计要充分考虑施工便道等必要的基本设置，并且对周边场地环境可能产生不利影响 的工程活动作出严格明确的限制说明；（3)本研究成果适用于深厚软土地区桥梁工程的设计、施工以及工程 建成后的使用安全和周边土地开发，也可为深厚软土地基场地中其他工程的安全施工提供借鉴。
2015 Vol. 32 (9): 73-78 [摘要] ( 4910 ) HTML (1 KB)  PDF  (573 KB)  ( 2568 )
       隧道工程
79 地震作用下隧道衬砌背后空洞影响机制研究 Hot!
朱正国,耿亚帅,武杰,朱永全,王道远,韩现民
研究目的：由于隧道衬砌背后空洞的存在对隧道抗震影响很大,本文以高烈度地震区的敦煌-格尔木铁 路阔克萨隧道为研究背景,研究隧道衬砌背后空洞位置、空洞大小、围岩级别和隧道埋深等因素对隧道结构的 地震动力响应规律及影响机制，并提出合理的加固方案，确保地震作用下隧道运营安全。
研究结论:（1)空洞的存在降低了衬砌结构的变形性能和抗震特性；（2)对空洞隧道拱顶最大主应力影响 最敏感的因素是围岩级别，其后依次为空洞环向大小、空洞位置、空洞径向大小和空洞轴向大小，而隧道埋深 则是最不敏感的因素；（3)回填注浆加固方案可降低隧道衬砌的拉应力，改善衬砌的内力和应力分布，回填注 浆+套拱加固方案要比回填注浆+锚杆方案作用效果好，回填注浆+锚杆+套拱组合加固方案抗震效果最 佳;（4)本研究成果对隧道衬砌背后存在空洞时在地震作用下的空洞影响机制和加固方案选取具有一定的指 导意义。
2015 Vol. 32 (9): 79-84 [摘要] ( 4514 ) HTML (1 KB)  PDF  (531 KB)  ( 2671 )
85 铁路隧道底部混凝土质量评定的研究与应用 Hot!
张民庆,何志军,游旭,吴川,高金喜
研究目的:铁路隧道底部是列车运营的承载结构，其质量缺陷极易诱发运营隧道发生底鼓、翻浆冒泥、无 砟轨道道床板开裂等病害,从而严重干扰运输,影响行车安全，经济损失很大。因此研究评定铁路隧道底部混 凝土质量缺陷等级和处理方案十分必要。
研究结论:（1)隧道底部质量缺陷根本原因是现场管理薄弱，因此必须加强管理，加强检查与监督,避免 隧道底部质量缺陷的发生;（2)采用缺陷面积比和缺陷厚度比评定铁路隧道底部结构质量缺陷等级,评定结 果可分为轻微、较严重、严重、很严重、极严重5个级别；（3)针对不同的缺陷可对应采取注浆、注浆+锚杆、拆 除重做的处理方案，采取拆换重做时,按小于衬砌台车长度3 m作为一次拆除长度单元，经有限元模拟计算和 现场应用,对围岩、初期支护和二次衬砌影响不大，是安全的；（4)该研究成果可供铁路隧道底部混凝土质量 缺陷等级评定和处理参考。
2015 Vol. 32 (9): 85-91 [摘要] ( 5171 ) HTML (1 KB)  PDF  (954 KB)  ( 2861 )
       通信信号
92 津秦客运专线信号电缆受电磁影响测试与分析
常媛媛1,吴命利2,韦继肖3
研究目的:高速铁路沿线的信号电缆会受到牵引供电系统电磁危险影响。本文结合津秦客专联调联试， 在唐山牵引变电所供电区段对一段2. 7 km铁路信号电缆进行感应电压测试，设置电缆屏蔽层单端接地和双 端接地，测试不同速度级正常行车情况下和接触网短路故障情况下,信号电缆芯线和屏蔽层的感应电压（电 流）为评估高速铁路信号电缆受电磁干扰影响程度以及优化今后信号电缆电磁防护设计提供依据和参考。
研究结论:（1)津秦客运专线正常行车情况下信号电缆芯线感应电压可达36 V,接触网故障情况下可达 360 V；(2)目前信号电缆采用每3 km分段单端接地的设计方案在接触网正常运行情况下满足电磁干扰防护 要求;（3)电缆近侧线路负荷产生的纵向感应电动势为远侧线路的1.3倍，牵引网直供方式产生的纵向感应 电动势为全并联AT供电方式的4倍以上;（4)测试电缆屏蔽层双端接地时，对回流的分流很小,但同时在接 触网发生短路故障时存在造成电缆烧损的风险，因此应根据信号电缆信息传输可靠性要求等级以及线路的 具体情况来合理选择屏蔽层接地方式;（5)本研究成果能够为高速铁路信号电缆接地方式的选择和电磁兼容 设计提供指导和参考。
2015 Vol. 32 (9): 92-96 [摘要] ( 4547 ) HTML (1 KB)  PDF  (759 KB)  ( 2603 )
       节能环保
97 天然火山灰混凝土抗碳化性能试验研究
崔圣爱,刘品,沈彬然
研究目的：以天然火山灰混凝土为研究对象，通过加速碳化试验与差热分析试验对未掺加矿物掺合料的 基准混凝土、火山灰混凝土及粉煤灰混凝土的抗碳化性能进行对比分析,并研究掺加少量硅灰对火山灰混凝 土抗碳化性能的改善效果,为实际工程提供技术指导。
研究结论：（1)与基准混凝土相比，由于水泥孰料减少和二次水化消耗的双重作用,火山灰混凝土和粉煤 灰混凝土中的Ca(OH)的含量少，抗碳化性能显著降低；（2)同掺量的粉煤灰混凝土与火山灰混凝土相比，粉煤灰混凝土抗碳化性能优于火山灰混凝土;（3)掺加硅灰的火山灰混凝土的抗碳化性能明显提高，掺加5%硅灰的火山灰混凝土甚至优于粉煤灰混凝土,可以代替粉煤灰混凝土使用；（4)差热分析试验从机理上验证 和分析了宏观试验结果;（5)对于天然火山灰资源丰富地区的混凝土工程，该研究成果可以促进地方资源的 有效利用,为实际工程带来环境和经济效益。
2015 Vol. 32 (9): 97-102 [摘要] ( 2743 ) HTML (1 KB)  PDF  (612 KB)  ( 2495 )
       城市轨道工程
103 中低速磁浮列车-轨道梁竖向耦合模型与验证 Hot!
李小珍1,洪沁烨1,耿杰2,刘德军1,单春胜1
研究目的:在我国新建中低速磁浮运营线的背景下，因中低速磁浮轨道梁较为轻巧，为保证磁浮列车行 车安全及舒适性,需对其进行磁浮列车-轨道梁耦合振动分析验证。本文以株洲某厂磁浮试验线20 m简支 梁为工程背景，建立车辆为12个自由度的二系悬挂质量-弹簧-阻尼模型，并考虑轨道不平顺对车桥振动的 影响,建立磁浮列车-轨道梁竖向耦合振动分析模型,且编制仿真分析软件VTBIM，通过仿真值与现场试验 实测值的对比,验证所建模型的合理性。
研究结论:（1)现场试验测试轨道梁基频、振型及轨道梁跨中动挠度/加速度，轨道梁基频及振型测试结 果比仿真值略小；（2)磁浮车辆通过简支梁时，梁跨中竖向挠度/加速度的实测值均略小于仿真值，仿真值随 车速的变化规律与实测值规律一致，挠度时程曲线仿真值与实测波形基本一致；（3)研究结果表明本文所建 立的中低速磁浮列车-轨道梁竖向耦合振动模型合理，编制的仿真分析软件的计算结果可信;（4)该研究结 果可用于中低速磁浮轨道梁设计参考。
2015 Vol. 32 (9): 103-108 [摘要] ( 2979 ) HTML (1 KB)  PDF  (667 KB)  ( 2547 )

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