铁路客运专线路基沉降预测的新方法

路基的工后沉降控制是高速铁路建设的重要问题之一,利用铁路客运专线路基现场观测数据,找出相应的路基沉降规律有利于指导设计与施工。在分析武广铁路客运专线路基大量数据的基础上,将三点法的基本思想引入到双曲线模型,建立了基于双曲线模型的三点法。其具体做法是：在实测沉降曲线上选取3个适当的点作为预测样本,代入双曲线模型进行预测。为了检验新方法,运用常用的双曲线方法、三点法、Asaoka法、星野法、泊松曲线法进行对比分析,并且提出了新方法的取点控制条件。研究表明：基于双曲线模型的三点法的预测误差小、相关系数高、与实测数据吻合较好,具有一定的实用价值,为铁路客运专线无砟轨道铺设的沉降预测问题提供了参考。     

曲线拟合法对路基小变形情形适用性研究

双曲线法、三点法、指数曲线法和Asaoka法等曲线拟合法在软土路基的沉降预测中已经得到广泛应用,但在路基小变形情形的应用研究尚少。结合某铁路客运专线施工现场观测的路基小变形数据,对这4种方法,探讨了时间起点和样本值的起止时间间隔对相关系数的影响,且验算后期观测值的预测效果;并综合考虑了相关系数和相对误差,研究每种方法的适用性;指出了4种拟合方法在路基小变形情形应用的优缺点。研究表明：数据的波动会造成指数曲线法无法计算;沉降数据波动较小时,双曲线法、三点法、Asaoka法的拟合效果均较好;当沉降数据波动较大时,仅三点法、Asaoka法的拟合效果较好,双曲线法较差。     

BP神经网络模型预测高速铁路路基沉降的适用性分析

以武广高速铁路乐昌段19个路基断面的沉降数据为研究对象,利用Matlab软件建立BP神经网络预测模型,计算原始模型和改进模型的预测误差,对两种模型的适用性进行评价,结果显示：单纯的BP模型容易陷入局部最小,不适用于高速铁路路基沉降的预测,采用双隐含层的GA-BP网络模型可以明显减小误差,提高预测的稳定性。     

双曲线法、指数曲线法和Asaoka法在汕揭高速公路的对比分析

预测路基沉降是软土地区高速公路建设需要解决的重要问题.结合汕揭高速公路路基沉降实测数据,对双曲线法、指数曲线法、Asaoka法等常见的沉降预测方法在软土地区的精准度进行研究.结果表明,双曲线法及Asaoka法拟合曲线与实测数据较为吻合,适用于汕揭高速公路的沉降预测.同时分别对影响双曲线预测法和Asaoka预测法准确度的主要因素进行了分析,明确如何提高其预测精准度.     

山区公路半填半挖路基沉降控制指标与标准研究

为了避免路基沉降导致路面结构破坏,对适用于山区公路半填半挖路基的沉降控制指标和标准进行了研究。首先,基于常泊松比假定,推导了三维Merchant模型的Prony级数表达式,并以ABAQUS为工具建立了半填半挖路基沉降计算模型。计算结果表明,半填半挖路基工后沉降曲线为“勺”形或“S”形,曲线形状的差异揭示了路基沉降的时空耦合效应。其次,基于路基工后沉降机制分析,提出了如下假定：半填半挖路基工后沉降曲线为中心对称的“S”形,对称中心两侧的曲线段为抛物线。通过沥青路面结构对抛物线形路基沉降的力学响应分析,揭示了路面结构附加弯拉应力与抛物线方程的二次项系数a具有线性关系,据此提出采用a值作为半填半挖路基沉降控制指标。最后,基于沥青路面结构在交通荷载和路基沉降共同作用下的破坏模式,提出了半填半挖路基沉降控制标准的确定方法。研究成果为合理控制半填半挖路基工后沉降提供了明确的技术依据。     

基于袋装砂井排水固结法处理软基的沉降过程流固耦合模拟

在软土分布地区,高速公路的“桥头跳车”、路面开裂等一直是困扰工程建设者的最主要问题,而对软土路基的沉降过程进行模拟预测则是其中的难点。利用改进的剑桥模型,采用FLAC3D有限差分软件,以珠江三角洲某高速公路试验段的地层数据进行袋装砂井排水固结法处理软土地基沉降过程的流固耦合模拟,通过模拟结果来对比实际检测的应力、应变情况。结果表明,表面沉降和分层沉降的模拟值与实测值能很好地吻合,模型能较为真实地反映路基沉降变形的实际情况。     

准等时距QGM(1,1)模型分段预测法及其在草炭土路基沉降预测中的应用

利用传统非等时距模型预测草炭土路基沉降时,存在计算繁琐、中短期预报精度低等缺点,尤其是当沉降曲线存在斜率突变点时,采用该模型很难达到预测精度的要求。针对以上不足,对非等时距时间序列进行平均步长换算,得到准等时距序列,利用线性插值法对原始沉降数据进行修正,得到改进后的准等时距QGM(1,1)预测模型,并将沉降曲线在斜率突变点处分成两部分进行分段预测。实例计算表明:采用改进后的准等时距QGM(1,1)模型预测草炭土路基沉降,两段的预测值平均误差分别为2.99%和0.25%,均远远小于传统非等时距模型,且具有很高的中短期预测精度,可以为工程沉降控制提供可靠参考。     

泊松模型预测路基沉降

路基沉降变形有其自身的规律性。本文根据路基沉降特征,结合泊松曲线特点,建立了路基沉降量随时间而变化的泊松曲线预测模型。结合具体工程实例,证实泊松曲线很好地反映了路基沉降过程中沉降量与时间的“S”形关系。最后指出,采用泊松模型进行路基沉降预测,建模所需实测数据不能太少,实测点数据越多,预测曲线越逼近实测曲线,预测精度也越高,从而得出有一定参考价值的结论。     

软基沉降的经验曲线非线性回归分析预测方法研究

将经验曲线波形非线性回归分析应用于广肇高速公路的软基沉降量预测中,分别采用双曲线模型、指数曲线模型和星野法模型对同一段软基的沉降进行了预测,结果表明:①3种模型的短期沉降预测能力均较好,且以星野法模型与实际最贴近;②双曲线模型与星野法模型预测的最终沉降量相近,而指数曲线模型预测的最终沉降量偏小.     

指数曲线与双曲线拟合在软基沉降预测中的对比分析

简要介绍路基沉降预测方法。根据厦深客运专线福建段第2标段D1K62＋780的沉降观测数据对该断面进行指数曲线和双曲线拟合,将实测数据与拟合数据对比分析,得出指数曲线在沉降预测中相对于双曲线更加准确的结论。此外,指数曲线和双曲线拟合法相对于其他的沉降预测方法都要简单,便于工程技术人员的运用。     

湿陷性黄土地区客运专线路基沉降观测分析

郑西客运专线是我国第一条黄土地区时速300～350 km/h铺设无砟轨道的高速铁路,路基沉降控制是保证高速铁路运营安全的重要因素。通过郑西客运专线现场沉降观测资料的分析发现,黄土地基在较小沉降控制要求的情况下具有完成时间较短、沉降趋势符合双曲线分析法、埋设于路基中部的沉降板比埋设于路肩的观测桩沉降曲线拟合性好、路堑地段也有较小的沉降发生等特点,这些结果对进行高速铁路客运专线路基沉降观测设计很有借鉴价值。     

铁路客运专线路基面沉降特征与工程意义

路基面沉降是铁路客运专线变形观测和沉降评估的基本内容,但由于对路基面沉降的物理含义及其工程意义认识不足,其观测成果的运用存在一些谬误之处。结合武广客运专线大量实测数据,简要地分析了路基面沉降特征及表征意义,探讨观测成果的合理应用方法。分析表明：路基面沉降观测数据可用于考察路基沉降的稳定性、后期发展趋势和曲线回归的相关系数是否满足要求,但无法直接用之进行工后沉降检算。建议了联合路基面沉降观测数据和地基沉降观测数据推算工后沉降的方法。     

列车荷载作用下高铁路基速度传递规律模型试验研究

列车运行速度的提高会加剧轨道路基结构的振动,削弱其动力稳定性,并可能产生过大的附加沉降,严重时可导致轨道路基结构失稳破坏,因此,在列车荷载作用下高铁路基结构的动力响应是世界各国高速铁路建设及运营过程中亟待解决的课题。依托典型高速铁路路基工程,利用自主研制的伺服激振控制系统,开展了大比例尺的高铁路基激振模型试验研究,通过激振器模拟列车轮轴循环加载,得到了不同频率激振力作用下路基不同层位的速度的时程变化曲线及幅值空间分布特征;揭示了列车荷载作用下路基速度幅值传递及衰减规律。研究表明,不同频率的激振力作用下路基土体的速度曲线具有明显的周期性峰值;同一频率作用下路基土体中速度幅值沿深度方向不断减小,呈指数衰减趋势,随着深度的增加。研究成果为相应实际工程的设计、施工及运营提供了一定的参考及借鉴。     

沉降曲线预测方法-变形过程指数法

高速铁路桥梁沉降控制是保证施工质量的重要措施.通过对京沪高速铁路桥梁大量沉降观测资料的积累,对软土地基沉降过程具有一定实际应用价值的沉降变形规律进行曲线回归,以预测其沉降发展规律.为了对桥梁基础沉降曲线全过程进行拟合和预测,通过各种理论计算和大量沉降观测资料的分析、统计归纳,首次提出了变形过程指数法.该成果为适用于京沪高速铁路及其他相关工程的桥涵基础的沉降预测提拱参考依据.     

全风化花岗岩改良土路基的长期稳定性试验研究

全风化花岗岩用于高速公路填料已有成功的案例,但由于高速铁路路基变形控制更为严格,能否用于高速铁路路基填料还没有得到实体工程的验证。基于全风化花岗岩及其改良土的工程力学性质和变形特性,使用PMS-500型循环加载设备对全风化花岗岩改良土路基实体工程进行了现场循环加载试验研究,模拟分析了不同轴重列车荷载长期循环作用下浸水前后全风化花岗岩改良土路基的动态特性及沉降规律和其下雨前后路基性状变化。试验结果表明,全风化花岗岩改良土路基经过500万次列车模拟动荷载作用后,即使经历了如雨水长期浸饱路基的最为恶劣工况,最终沉降量不超过7.0 mm,证实了全风化花岗岩经过改良后能满足高速铁路变形控制的设计要求,可用于高速铁路的基床底层及路堤本体填料     

哈大高铁路基面冻胀变形特征及工程意义

路基面冻胀量是影响寒区高铁路基在冬季安全运营的关键性指标之一,也是协调轨面变形和判断扣件系统安全储备量的直观因素之一。根据哈大高铁沈阳至哈尔滨段开通运营后的前两个冻融期路肩冻胀量数据及其评估结果,认为现有的冻胀观测结果评估和预测方法对路基面整体冻胀量估计不足,在长期变形预测中并未考虑到一旦地基和基床固结完成时产生的冻胀量对路基和轨面变形的影响。结合哈大线实测路基面冻胀量数据,探讨了观测结果的合理性及应用的方法。分析表明：现在所测得的路肩处路基面的冻胀量只是名义冻胀量,较实际冻胀量要小,简单应用此数据从长远来看偏于危险;考虑到路基面上不同构件在环境条件下的组合效应,单独使用路肩处冻胀量来评估整体路基变形特征存在不足。因此在预测和评估长期路基面冻胀变形时,需结合观测数据和实际工况进行全面合理的分析,以提高路基工后变形和季节性变形预测的可靠度。     

基于直剪试验的土体变形时间效应及状态类别分析

开展了不同剪应力水平下土体剪切位移的时间效应特征分析,提出了随剪应力水平增加,土体变形状态对应呈现快速稳定、缓慢稳定、缓慢破坏和快速破坏4种演化类别。通过粉质黏土蠕变直剪试验,对不同压实度下与剪应力水平相对应的土体剪切位移时间效应的4种状态类别进行了研究。采用幂函数拟合剪切位移时间历程试验数据,将幂次值作为划分变形状态类别的理论判据,基于幂次值与剪应力水平对应关系的曲线形态特征,得到了土体4种变形状态对应的3个剪应力水平阈值,提出了基于Coulomb强度公式表达的相应变形状态强度参数及其与极限状态强度参数的关系式。针对高速铁路无砟轨道路基工后沉降控制须满足毫米级变形的特殊要求,明确了应将土体变形时间效应控制于快速稳定状态作为路堤填料选择及压实标准的设计原则和技术条件。所得成果对构建高速铁路路基土工结构变形状态控制设计技术提供了理论和试验依据。     

高速铁路高架线路列车运营对既有线路基的影响研究

为分析高速铁路高架线列车运行对既有线路基影响,建立桥墩-大地-既有线路基有限元模型,结合测试验证模型可靠性,分析不同行车条件对既有线路基应力状态的影响关系,讨论高速铁路轨道平顺性恶化和土体模量降低对既有线路基的影响,预测既有线路基表层累计变形。研究得到,既有线自身列车运行对路基应力状态的影响占主要地位,高速铁路运营对既有线路基应力状态的贡献度很小,不会对既有线路基使用寿命造成明显影响,高速铁路桥墩与既有线距离按限界控制即可满足要求;在轨道平顺性恶化和土体模量降低条件下,高速列车运营引起的既有线路基应力增加不超过0.5 kPa。