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2022年 39卷 11期刊出日期：2022-11-15

城市轨道工程长大干线：工程地质与路基长大干线：线路与轨道技术标准规范研究长大干线:桥梁工程长大干线:隧道工程长大干线：路网研究风险管理与研究

长大干线：路网研究

	1	中国城市铁路客运可达性空间格局演变研究
		姚涵, 傅强
		研究目的: 为更加全面测度铁路客运网络支撑下的中国城市可达性演变历程,本文针对铁路旅客出行时间构成特点,提出“出行累计时间”概念,并选取代表性时间节点进行可达性分析评价。研究结论: (1)以“四纵四横”为骨干的高铁网络对旅客城市间出行可达性提升发挥了巨大作用,大环路加放射状的高可达网络格局初步形成,较高可达性等级城市呈现连绵分布;(2)城市可达性重心南移趋势明显;(3)近年来铁路建设显著提升了西部地区城市可达性水平;(4)沪汉蓉、东南沿海通道部分区段由于设计时速、客货混行等原因,城市间可达性水平不高,影响了长江中下游沿线以及浙江、福建、广东沿海城市间旅客出行的便利性与时效性;(5)本研究成果可为科学评价铁路客运可达性提供参考。
		2022 Vol. 39 (11): 1-5 [摘要] ( 4009 ) HTML (1 KB) PDF (1590 KB) ( 2071 )

	6	沿江高铁建设背景下沿江铁路货运发展策略
		马春山
		研究目的: 随着沿江高铁的分段实施,沿江客运问题得到有效解决后,发挥既有铁路通道货运功能、完善综合交通运输体系的重要性进一步凸显。本文在沿江高铁“三步走”建设背景下,基于时间价值、运输费用、转运次数等要素计算广义费用并预测铁路趋势运量和转移运量,分阶段研究沿江铁路货运的发展策略,以期为生产实践提供参考。研究结论: (1)目前沿江铁路货运通道存在绕行距离长、服务效率低的问题;(2)既有沪汉蓉铁路应在满足客运服务的前提下,承担更多以集装箱为主的快捷班列;(3)在沿江高铁分阶段建设背景下,第一阶段应重点解决重庆至武汉段货运设施不足、联运衔接不畅等问题;第二阶段进一步释放沪汉蓉铁路重庆至武汉段能力,承担三峡部分翻坝运量;第三阶段形成重庆经武汉至上海沿江快速运输通道;(4)本文研究可用于指导沿江铁路货运通道的科学合理规划和发展。
		2022 Vol. 39 (11): 6-11 [摘要] ( 3390 ) HTML (1 KB) PDF (804 KB) ( 1945 )

长大干线：工程地质与路基

	12	轻质土换填路堤地基侧向变形非线性算法研究
		周中, 李繁, 鲁四平
		研究目的: 目前对于轻质土路堤下地基侧向变形方面的研究仍缺乏相配套的理论算法,因此本文考虑轻质土换填路堤荷载的特殊性,推导地基侧向位移理论解;基于Walsh公式和土体单元球形孔隙假定提出考虑土体非线性的变形模量修正模型,综合构建轻质土换填路堤下地基侧向变形非线性算法。结合工程算例验证算法的有效性,并开展参数敏感性分析。研究结论: (1)通过对比验证,本文理论算法计算值接近现场实测值,整体误差为15.3%,具有合理性;(2)轻质土换填路堤荷载作用下,坡脚处的侧向位移在竖向上呈“弓”形曲线分布;(3)越靠近路堤外侧位置,地基侧向位移越大;随着地基土泊松比增大,地基整体侧向位移增大,最大侧向位移位置也逐渐上移;地基土变形模量越大,侧向位移值越小;轻质土路堤越宽,侧向位移越小;(4)本研究结果可为泡沫轻质土路基稳定性分析提供理论参考。
		2022 Vol. 39 (11): 12-18 [摘要] ( 3317 ) HTML (1 KB) PDF (1457 KB) ( 1924 )

	19	固结-固化复合技术分层加固淤泥的试验研究
		骆嘉成, 邵吉成
		研究目的: 为了降低施工成本,采用分层法对软弱淤泥进行加固,在试验现场具体采用固结-固化复合技术对淤泥进行加固试验研究,使处理后的淤泥满足工程建设所需的特定承载力。对于地表浅层淤泥,采用固化技术进行固化处理,大幅度提升浅层土体强度;对于深层淤泥,采用真空预压技术使淤泥产生排水固结,以提高下卧层软土的强度。研究结论: (1)固化剂可对浅层淤泥产生较为可观的固化效果,当固化剂掺量为4%~8%时,浅层固化土形成的硬壳层的承载力特征值为164~200 kPa;(2)淤泥仅采用真空预压加固,其承载力特征值仅为40 kPa,采用固结-固化复合技术对淤泥进行分层加固,当固化剂掺量为4%~8%时,双层地基整体的承载力特征值为96~170 kPa,浅层硬壳层对土体承载力提升效果显著;(3)对于双层地基而言,硬壳层具有一定的应力扩散作用,当固化剂掺量为4%时,浅层固化土的应力扩散角可达18.32°,可有效减小软弱下卧层的附加应力;(4)固结-固化复合技术可用于对滨海软土、淤泥回填土地基的大规模加固应用。
		2022 Vol. 39 (11): 19-24 [摘要] ( 3670 ) HTML (1 KB) PDF (1335 KB) ( 1885 )

长大干线：线路与轨道

	25	线路关键点对400 km/h高速铁路纵断面参数设计影响
		何庆, 徐双婷, 高天赐, 胡建平, 朱颖, 王平
		研究目的: 400 km/h等级高速铁路的规划设计是我国现阶段高速铁路建设与发展的重要目标。目前,尚未有400 km/h高速铁路纵断面参数设计标准的研究。在满足高速列车行驶安全与旅客乘坐舒适条件下,本文对400 km/h等级高速铁路纵断面参数进行了设计与验证,为后续工程应用提供理论依据。研究结论: (1)相同坡度差、夹直线长度条件下,列车垂向振动加速度最大值随竖曲线半径的增加而减小,建议400 km/h高速铁路最小竖曲线半径取值为30 000 m;(2)当竖曲线半径≥20 000 m,车体垂向振动加速度最大值数值受坡度差值影响很小;(3)车体垂向振动加速度随着夹直线长度的增加而逐渐消散,叠加振动减小,建议400 km/h高速铁路夹直线长度最小取值为200 m;(4)本文研究可为400 km/h高速铁路纵断面参数设计提供技术支撑。
		2022 Vol. 39 (11): 25-32 [摘要] ( 3363 ) HTML (1 KB) PDF (1099 KB) ( 1891 )

	33	铁路工程轨道精调现状及改进方法研究
		王晓凯, 蔡德钩, 王鹏
		研究目的: 现有轨道精测精调存在难以有效改善中长波幅值及多波不平顺控制的困难,本文从我国铁路轨道精调作业现状及轨道不平顺的变化特性出发,通过分析轨向检测原理及改进方法,研究一种基于垂线偏距法的轨道检测及精调的改进作业方法,以达到综合提高铁路工务轨道精调平顺性的目的。研究结论: (1)基于垂线偏距法定向的检测方式可有效降低轨道中长波不平顺幅值,合理安排作业工序,可在轨向/高低优化改进的前提下,进一步改善其他轨道几何不平顺短波幅值及多波不平顺,整体提高轨道平顺性状态;(2)在轨道状态不良及缓和曲线等区段,轨道检查仪测量的垂线偏距误差会偏大;(3)基于车体敏感波长进行定制化的精调作业,可进一步提高运营动力作用稳定性。
		2022 Vol. 39 (11): 33-37 [摘要] ( 4177 ) HTML (1 KB) PDF (470 KB) ( 2016 )

	38	米轨轨枕不同部位横向阻力分担比的数值模拟
		韦凯, 蔡元辉, 谢梦, 尤睿, 王平
		研究目的: 为了研究米轨混凝土枕和钢枕横向阻力分担情况,本文采用离散元法分别建立米轨混凝土枕和钢枕有砟道床模型,并通过单根轨枕横向阻力试验验证离散元模型的正确性,进一步研究米轨混凝土枕、钢枕横向阻力分担比例。同时在离散元模型不同部位建立测量圆监测道砟孔隙率,探究轨枕横向移动过程中不同部位道砟密实度变化规律。研究结论: (1)米轨混凝土枕枕端和枕底提供了约79%的道床横向阻力,与道砟颗粒接触面大的轨枕侧面道床阻力占比较小,可以采用密实和部分胶结等方式使枕心道砟充分参与作用;(2)米轨钢枕枕端提供了约60%的道床横向阻力,枕底提供了约30%的道床横向阻力;(3)米轨混凝土枕道床横向阻力主要来源于轨枕与底部道砟颗粒的摩擦作用和砟肩道砟的压力作用,而米轨钢枕道床横向阻力主要来源于枕腔内部道砟的挤压摩擦作用和砟肩部位道砟的压力作用;(4)本文结论可为米轨无缝线路的设计和养护维修提供参考和借鉴。
		2022 Vol. 39 (11): 38-42 [摘要] ( 3363 ) HTML (1 KB) PDF (931 KB) ( 1900 )

长大干线：桥梁工程

	43	铁路简支箱梁梁端裂缝对受力性能影响研究
		李学斌, 马林, 吴国琦, 杨心怡, 董亮, 陈强, 张山, 张博
		研究目的: 预制箱梁在吊运过程中,由于各吊点受力不平衡,在梁端吊孔附近容易出现纵向裂缝。为检验梁端开裂受损后结构的静力性能,本文通过32 m简支箱梁的弯曲和扭转静载试验,对其抗弯刚度、抗裂性和抗扭刚度进行分析。研究结论: (1)试验箱梁在吊运过程中受到较大冲击作用,导致梁端出现多条纵向裂缝,但未引起梁体跨中区域开裂;(2)梁端受损箱梁的实际抗弯和抗扭刚度均大于设计刚度,抗裂性能满足规范要求;(3)梁体实际抗弯刚度偏大的主要原因是结构的实际弹性模量比设计计算值大;(4)单线荷载不控制双线箱梁截面的应力设计;(5)吊点附近裂缝未影响到梁体的整体受力性能;(6)梁端裂缝应进行封闭处理,保证结构的耐久性和安全性;(7)本研究结论可为铁路预制简支箱梁的施工及质量控制提供指导。
		2022 Vol. 39 (11): 43-49 [摘要] ( 3357 ) HTML (1 KB) PDF (936 KB) ( 1905 )

	50	新型组合桥墩承插式连接侧剪强度试验研究
		刘保东, 冯明扬, 张林林, 孙海波, 窦康健
		研究目的: 为适应桥梁下部结构绿色建造、快速建造需求,对7个新型承插式波纹钢-橡胶混凝土组合墩-基础连接试件进行竖向加载试验和有限元数值模拟,以探究连接方式、嵌入深度、栓钉和端承混凝土对装配连接节点侧剪强度的影响,在此基础上对连接节点的破坏机理和侧剪承载力展开研究。研究结论: (1)相同嵌入深度下,试件采用承插式连接较整体现浇侧剪承载力提高了36%,增加嵌入深度和增设端承混凝土有助于进一步增大侧剪承载力,增设栓钉能够增强环向抗剪区强度;(2)竖向荷载作用下装配区混凝土与波纹钢管形成“强机械咬合”使节点处于类三向受压状态,从而侧剪强度得到较大提升;(3)引入波纹增强系数K以考虑“强机械咬合”作用对节点侧剪强度的贡献,K值大小为0.12~0.18,波形是影响K值大小的关键指标,结合节点受力状态提出的侧剪承载力公式计算结果与试验值、模拟分析值吻合良好;(4)基于塑性应力分布法考虑水平荷载作用给出的端承混凝土最小厚度计算公式可为波纹钢组合墩承插式节点设计与应用提供技术支撑。
		2022 Vol. 39 (11): 50-56 [摘要] ( 4224 ) HTML (1 KB) PDF (786 KB) ( 1968 )

	57	复杂地质条件重力锚岩体力学试验及工程应用
		郭喜峰, 余美万, 王新泽
		研究目的: 重力锚地基岩土体力学参数是抗滑稳定分析(或复核)的重要依据,本文在香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥重力锚基坑底面,选取7个具有地质代表性的岩土层进行现场力学试验,以获得承载力、基底摩擦系数等力学参数。研究结论: (1)碎石土夹块石体承载力特征值119 kPa、基底摩擦系数0.44,强风化千枚岩承载力特征值508 kPa、基底摩擦系数0.35,劈理密集带基底摩擦系数0.45,均不满足设计要求;(2)基础右侧劈理密集带承载力特征值719 kPa、基底摩擦系数0.95,劈理密集带承载力特征值为720 kPa,中风化砂质板岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数1.22,中风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数0.65,强风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值719 kPa,均满足设计要求;(3)对不满足设计要求的碎石土夹块石体、强风化砂质板岩夹千枚岩地基,采用开挖换填混凝土、固结灌浆等措施进行加固,再通过复核重力锚的抗滑稳定系数;(4)本文研究成果可为复杂地质条件下重力锚的安全稳定运行提供参考。
		2022 Vol. 39 (11): 57-62 [摘要] ( 4055 ) HTML (1 KB) PDF (1034 KB) ( 1948 )

长大干线：隧道工程

	63	基于损伤力学的隧道围岩开挖损伤特性研究
		李奥, 张顶立, 黄俊, 董飞, 孙振宇, 侯艳娟
		研究目的: 隧道围岩损伤的存在直接影响围岩的力学特性和稳定性,如果控制不当,将可能造成围岩失稳、塌方事故,因此必须掌握围岩损伤特性及其演化机理,进而为围岩损伤控制提供依据。本文基于微震监测的现场实测结果,揭示不考虑构造应力条件下隧道开挖引发的围岩损伤分区特性,采用应变软化模型并引入损伤力学理论,推导隧道围岩损伤区范围的表达式,并与实测结果进行对比,进一步分析围岩损伤特性的影响因素。研究结论: (1)围岩高损伤理论预测和实测结果具有较好的一致性,且围岩越差时,两者差异越小;(2)围岩损伤区半径随着脆性系数λ/E的增大而增大,随着黏聚力c和内摩擦角φ的减小而增大;围岩高损伤区半径随着极限损伤参数D_cr的增大而增大,且增速越来越快;(3)极限损伤参数D_cr和脆性系数λ/E除了与围岩自身参数相关外,也与支护手段有关,通过有效的支护手段,可以将围岩损伤极限参数控制在较低的水平下,从而确保高损伤区范围较小;(4)本研究成果可为隧道围岩损伤预测及支护设计提供依据。
		2022 Vol. 39 (11): 63-69 [摘要] ( 3317 ) HTML (1 KB) PDF (946 KB) ( 1972 )

	70	基于能量释放的隧道抗错结构计算方法研究
		袁金秀, 王道远, 崔光耀, 田小路, 杨彦岭, 杨杰, 章浩天
		研究目的: 针对高烈度区断层错动过程中隧道结构的稳定性问题,从能量释放和耗散角度探讨隧道抗错断设计计算方法。首先,根据最大错动量计算围岩达到稳定时可释放的应变能;其次,根据材料的荷载-挠度曲线及塑性区范围内单位应变能确定衬砌结构及围岩可吸收的应变能;最后,在给定的安全度条件下对“围岩-隧道”系统的稳定性给予判别。研究结论: (1)基于能量释放及耗散原理,推演黏滑断层隧道错动时可释放应变能的计算公式,建立基于可释放应变能的隧道衬砌结构抗错设计计算方法,可用于隧道抗错断设计;(2)基于可释放应变能的隧道衬砌结构抗错设计计算方法结果较规范安全度提升17%以上,偏于安全;(3)“SBFRC+交错设置减错缝+减震层+初支扩大拱脚+二衬拱脚增厚”,可作为实际跨断层段隧道抗错实施方案。
		2022 Vol. 39 (11): 70-74 [摘要] ( 3344 ) HTML (1 KB) PDF (498 KB) ( 1896 )

	75	列车在隧道内气动阻力系数分析
		王英学, 张子为, 袁俊祥
		研究目的: 随着列车运行速度的提高,气动阻力逐渐成为行车的主要能耗,而列车在隧道内运行时,气动阻力能耗增加更为显著。本文采用三维数值模拟方法,基于LES紊流模型,对CRH3型列车的气动阻力特性开展研究。研究结论: (1)对列车在明线运行时的气动阻力系数进行分析,并与日本列车测试结果比较,验证了计算结果的可信性;(2)分析得到了在不同阻塞比情况下,列车在隧道内运行的气动阻力系数,回归确定了列车气动阻力系数与隧道阻塞比服从指数函数关系,并给出了气动阻力系数预测公式;(3)将所得公式应用于对双车头列车在隧道运行的气动阻力系数预测以及真空管道等气动阻力参数设计,验证了其可信性和实用性;(4)本研究成果可为列车隧道气动阻力系数相关的分析、设计提供指导。
		2022 Vol. 39 (11): 75-80 [摘要] ( 3350 ) HTML (1 KB) PDF (846 KB) ( 1905 )

	81	施工方法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响
		樊纯坛, 梁庆国, 房志群, 张堂杰, 曹小平
		研究目的: 因黄土自身特性,以致于黄土隧道施工时往往会出现围岩变形较大且支护结构受力情况复杂的现象,因而黄土隧道施工时一般采用分部开挖法。为了探明不同的分部开挖法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响,现以某富水黄土隧道为工程背景,采用有限元软件Midas GTS分别对CRD法、CD法及三台阶七步开挖法进行数值模拟,分析比较三种施工方法下的围岩位移、应力及弹性反力系数k,并通过实测数据与既有理论对数值计算结果进行检验。研究结论: (1)不同的施工方法对富水黄土隧道的围岩位移、应力以及弹性反力系数k值大小确有一定的影响;(2)通过实测数据与既有理论的检验,证明了数值模拟计算结果的合理性,因此,表2中的围岩弹性反力系数k的取值,可为今后类似工程设计、施工等提供参考;(3)本研究成果有助于理解富水黄土隧道围岩结构相互作用的特点,并可应用于富水黄土隧道计算分析相关领域。
		2022 Vol. 39 (11): 81-87 [摘要] ( 3393 ) HTML (1 KB) PDF (814 KB) ( 1905 )

城市轨道工程

	88	含气地层双线盾构地表沉降实测分析
		丁智, 许教明, 何晨阳, 程康, 刁红国
		研究目的: 较之于非含气地层,在含气地层中进行双线盾构掘进诱发的地表沉降规律鲜有报道。为研究含气地层中进行双线盾构掘进诱发的地表沉降规律,首先对国内地铁建设地区浅层气的分布及成分进行系统总结,并依托杭州地铁7号线塘青区间段工程,对含气地层双线盾构施工进行持续地地表变形监测,总结含气地层双线盾构掘进引起的地表沉降规律。研究结论: (1)含气地层盾构掘进引发的地表沉降影响范围较大,地表沉降在盾构通过25 d后趋于稳定;(2)盾构在含气地层中掘进时,存在“三次扰动”效应;(3)含气土中存在“中间气压区”,导致土体排气不彻底,存在基质吸力,使先行线盾构掘进引发的沉降大于后行线;(4)含气地层盾构先行线地表沉降与土体损失率均大于后行线,与软土地区规律相异;(5)本研究成果对合理设置含气土地区盾构施工参数和控制地表变形具有参考作用。
		2022 Vol. 39 (11): 88-93 [摘要] ( 4045 ) HTML (1 KB) PDF (562 KB) ( 1904 )

	94	盾构隧道下穿不同基桩数量群桩基础施工影响
		汤劲松, 张宝, 赵书银, 姜景双
		研究目的: 在盾构隧道下穿群桩基础的施工过程中,不同大小的承台面积和基桩数量,对于盾构下穿群桩基础有什么影响,是地铁隧道施工中值得关注的问题之一。为探究盾构隧道下穿施工对不同大小承台和不同数量基桩群桩基础的影响,以低承台摩擦型群桩基础为研究对象,分析盾构隧道正向下穿和侧向下穿不同大小承台群桩基础的承台沉降和倾斜规律,以及侧向下穿时的承台水平位移。研究结论: (1)盾构隧道下穿群桩基础时,同一水平间距条件下,承台顶中心位置沉降均随着承台面积和基桩数的增大而增大,而对承台倾斜度影响差别不大;(2)侧向下穿时,承台水平位移随着承台面积和基桩数的增大而增大;(3)当水平间距小于2倍洞径,特别是盾构隧道正向下穿群桩基础时,承台大小和基桩数对群桩基础的沉降影响较大,群桩效应较为明显;(4)本研究成果可为盾构隧道下穿群桩基础的设计与施工提供借鉴和参考。
		2022 Vol. 39 (11): 94-99 [摘要] ( 4020 ) HTML (1 KB) PDF (480 KB) ( 1944 )

技术标准规范研究

	100	国际铁路标准发展趋势与建议
		井国庆, 张红平, 王浩宇, 王创
		研究目的: 根据近十年国际铁路标准组织机构如国际铁路联盟、国际标准协会以及欧盟标准委员会调研,通过对相关铁路标准制订、发展动态、趋势进行梳理,包括铁路的国际标准组织机构流程、框架和国内合作,总结了部分国内单位参与国际标准的经验,为今后我国铁路标准“走出去”竞争与合作提供对策与建议,为“一带一路”高标准推动奠定基础。研究结论: (1)我国应积极主导和参与相关国际标准规范制定以提高国际影响力与话语权;(2)有必要早规划、早部署建立“一带一路”铁路互联互通系统, 提升国内标准在国际化规则下的适应性与影响力;(3)通过研讨会、培训班、访谈等形式增进交流与认知,为下一步我国主导国际标准提供策略参考;(4)科研院校和企业应促进国际铁路标准培育体系优化,提高我国铁路国际业务综合业务水平,增进相关人才的培养与储备;(5)本文研究结果对中国铁路走出去和“一带一路”沿线国家铁路项目标准化建设有一定指导意义。
		2022 Vol. 39 (11): 100-105 [摘要] ( 4392 ) HTML (1 KB) PDF (916 KB) ( 1944 )

风险管理与研究

	106	基于灰色模糊语言的铁路隧道施工风险评估
		王鹏, 魏强, 王景春, 赵国堂
		研究目的: 复杂艰险地区的铁路建设,隧道占比较高且超长深埋隧道众多,面临工程地质复杂、地震频繁强烈、自然灾害频发、施工条件艰难等建设难题,塌方、涌水、岩爆等施工安全事故极易发生。为防范隧道施工事故,建立灰色模糊语言理论的隧道施工风险评估模型,为铁路隧道施工风险管控提供科学合理的方法。研究结论: (1)针对铁路隧道施工过程中的风险因素兼具灰色、模糊性与随机性的特点,在区间不确定语言变量理论基础上给出区间灰色模糊不确定语言变量的概念,建立了灰色模糊语言理论的铁路隧道施工风险评估模型;(2)从“安全、质量、工期、环境”4个属性,考虑自然天气、地质条件、设备维护、风险应对措施等11个影响因子,建立了风险分析层次结构;(3)以某复杂铁路隧道工程施工为例,验证模型的可行性和有效性,工程实例表明地质条件、自然天气等因素对施工影响较大;(4)本文建立的模型能够更全面、更真实地利用专家意见对铁路隧道施工风险因素进行评估,可为复杂铁路隧道风险管控提供科学合理的依据。
		2022 Vol. 39 (11): 106-112 [摘要] ( 4875 ) HTML (1 KB) PDF (507 KB) ( 1920 )

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