客运专线轨检小车测量控制系统研究与开发

针对国内某轨检小车研发项目,采用模块化的程序设计集成开发环境Microsoft Visual Studio.NET,开发出了一套功能完善的高速铁路轨道检测控制系统。该系统以高速铁路精密定轨测量原理方法为基础,采用模块化的程序设计思路,实现了轨道检测数据的自动采集、自动记录、自动数据分析和平差处理、成果显示和自动检核等功能。工程应用实践表明,该检测系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

考虑应力变化速率的岩石脆性评价指标

脆性作为岩石的重要的力学指标,对深部岩体性态评价以及灾害预防具有重要意义。岩石应力−应变曲线能够很好地表征岩石的脆性。考虑到现有基于应力−应变曲线的脆性指标大多都只对曲线的一部分进行分析,且少有指标能够准确地应用于岩石II类曲线中,对整体判断的缺乏可能会导致工程应用上适应性及可靠性不足的情况。针对现有脆性指标普遍存在的物理意义模糊、评估结果与岩石脆性的关系非连续等问题,综合考量岩石应力−应变曲线中峰前应力上升速率、峰后应力跌落速率以及峰值点应变值对岩石脆性的影响,提出了一种物理意义明确、计算结果与岩石脆性之间的关系是单调且连续的岩石脆性指数计算方法。选取国内外常用脆性指标对锦屏II级水电站大理岩和某铁路隧道花岗岩、变质砂岩以及片麻岩的单轴压缩试验数据进行脆性评价后进行比较,验证了指标的适用性。进一步将提出的指标应用于常规三轴试验条件下大理岩脆性分析,结果表明,该指标不仅能够量化和分类不同岩石的脆性特征,还能表征围压对岩石脆性的抑制作用。     

温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应

“一带一路”规划的高速铁路频繁穿梭于盐质荒漠区,沿线优质不含盐路基填料极其匮乏。为解决粗粒盐渍土填筑高速铁路路基面临的技术难题,结合伊朗德伊高铁建设,以现场粗粒盐渍土路基填料为对象,开展了温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应试验研究。结果表明,每次温度循环后温度波幅值由土层浅表向深层土体衰减传递,土体埋深越浅、恒温时间越长,温度波幅值越大;水盐均匀分布的压实粗粒盐渍土经历多次温度循环后逐渐演化成非均匀分布,水盐向土体表面迁移聚集,越靠近土体表面水盐增量越大;前5次温度循环中压实粗粒盐渍土产生了塑性盐胀或塑性融沉,随着温度循环次数增加,盐渍土塑性盐胀或塑性融沉显著减小甚至消失;盐渍土层上设置非盐渍土层具有迟滞盐分向上迁移和消能减胀作用,粗粒盐渍土构筑高速铁路路基宜采用结构分层技术,非盐渍土层设置厚度一般不宜小于当地温度辐射影响显著深度;粗粒盐渍土路基设计宜考虑多次温度循环后形成的水盐非均质分布及其可能诱发的盐胀与融沉增大效应,路基压实度不宜过高。研究成果将为盐渍土地区高速铁路路基工程建造起到示范参考作用。     

泥沙起动概率的高速摄影测量方法

为了通过实验测量泥沙起动概率,基于封闭槽道内开展的泥沙起动实验,系统论述了基于高速摄影的起动概率测量方法所涉及的起动概率定义、相机采样频率、图像处理方法、起动比例与运动比例的关系等关键问题.根据泥沙在水流紊动猝发作用下起动的物理机制,定义实测起动概率为单个紊动猝发周期内,从一定面积床面上冲刷外移的泥沙比例.根据推移质运动概念模型,提出高速图片拍摄间隔应小于推移质运动的中间时间尺度,以捕获泥沙的每一次起动.在高速图像处理时,通过连续两帧图片之间的灰度差实现运动比例的无偏差提取.进一步分析表明,运动泥沙可处于起动、止动或滑翔状态,运动比例等于起动比例、止动比例和滑翔比例之和,起动比例与运动比例之比等于两张图片之间的时间间隔除以推移质运动的中间时间尺度.基于上述关键技术,将高速摄影测量方法用于泥沙起动概率的测量,结果表明,临界起动水流条件时,床沙处于少量起动现象,对应的临界起动概率与窦国仁所推导的2.28%接近.     

大瑞铁路高黎贡山越岭段主要工程地质问题与地质选线

在野外地质调查、钻探、地应力测量和室内测试分析的基础上,对大瑞铁路高黎贡山越岭段规划设计中可能遇到的高地温、高地应力、活动断裂断错、岩爆、涌水突泥、软岩大变形和边坡稳定性等主要工程地质问题进行了论述,认为高地温和热害是制约高黎贡山深埋隧道段建设的关键因素。根据地热钻探、测试资料分析,该区的地热分布受断裂构造控制明显,黄草坝断裂具有阻水隔热的工程地质特性。对比分析认为,C12K方案(34.5 km越岭长隧道方案)位于黄草坝阻水隔热断层之南,通道内相对低温,且在隧道口处避让了古滑坡等不利工程地质问题,在众多比选方案中工程地质条件较好。调查研究结果对大瑞铁路全线贯通具有重要意义。     

既有铁路曲线整正测量

针对传统方法进行既有铁路曲线整正测量精度低、效率低、安全性差,难以满足维修养护中大机作业要求的问题,提出了将现代测绘技术应用于既有线测量的方法。建立全线统一的三维控制网,并加大轨道控制网点位密度,有效地方便了线路中心坐标采集以及调线作业;采用了初拟合与调整、考虑调线控制关键点、进一步细化拟合与调整的平面曲线优化方法;创造性地采用非接触性测量方法,进行桥梁偏心的精确测定。所提方法应用于数条长大既有线路进行实践检验的结果表明,曲线整正测量精度明显提高,并在面对复杂曲线时也能较为快速地拟合出拔量最小的优化曲线,其在生产中切实可行,能够满足现代化既有线维修养护需要。     

改进的灰色模型在高铁沉降预测中的应用

针对目前灰色模型在高速铁路沉降预测中存在的不足之处,该文提出了一种通过改善原始数据序列的光滑度来提高灰色模型预测精度的方法,并结合实例,验证了改进灰色模型在高速铁路沉降预测中的可行性,为今后高速铁路的沉降预测评估提供了更多的参考和借鉴。     

高铁对中国城市可达性格局的影响分析

基于列车时刻表数据,以地级城市为研究对象,通过提取两两中心城市间的最短交通时间,以平均可达性为度量指标,测算了全国31个中心城市的可达性水平,分析了高铁对中心城市可达性格局的影响。依据中心城市到全国地级城市的最短交通时间提取全国31个中心城市的一日交流圈范围,分析了中心城市的高铁效应,并选择北京、上海、广州、武汉、重庆5个中心城市作为典型案例,分析和探讨一日交流圈空间格局变化的影响因素。结果表明:1中心城市可达性水平与城市的空间区位及城市的对外交通条件关联密切;2高铁网络的发展使中心城市的可达性水平有所提升,受城市所处的空间区位及高铁建设条件的影响,不同城市的可达性改善程度存在差距;3高铁对中心城市一日交流圈范围拓展的影响显著且呈东中西差异分布,中心城市一日交流圈覆盖的地级市数量增加,在城市密集地区,地级市被叠加覆盖的次数增长;4中心城市一日交流圈的拓展与高铁线路布局走向一致,优越的中心地理位置有利于中心城市交流圈范围的扩大,地形、水域等地理障碍则会限制城市交流圈在不同方向上的拓展;5高铁网络的发展对改善城市可达性的作用正逐渐赶超城市空间区位对城市可达性水平的影响。     

Frost heaving in ballast railway tracks

Frost heaving is a well-known phenomenon in cold regions, which may occur in wet clayey grounds during winter. Railway track upheaval occurring in cold regions during the winter is generally understood as frost heaving in the subgrade layer. However, it has been confirmed that upheaval due to frost heaving sometimes occurs in the ballast layer. This understanding has been observed in active railways in northern Japan. The samples collected from ballast and subgrade layers have been examined for frost heave susceptibilities and confirmed that ballast layers which contain fines may heave.     

Statistical approach to determine the salinized ground water flow path and hydrogeochemical features around the underground LPG cavern,Korea

The ground water flow path of the coastal area in the Yellow Sea, Korea, was interpreted using both the cross‐correlation analysis of hydraulic properties and the principal component analysis (PCA) of ground water chemistry. Data was obtained from observation wells in the underground liquefied petroleum gas (LPG) cavern constructed in the coastal area of Pyeongtaek. Cross‐correlation results showed that the operating pressure became more influenced on artificial factors for the variation of the groundwater level of the study area (45–66% of correlation coefficient) even though its affecting area was limited to the region with fractures or faults, and also showed that the delay time from the variation of operating pressure to the fluctuation of ground water level were relatively long periods (28–31 days). Three hydrogeochemical events (encrusted cement dissolution, host rock dissolution, and seawater intrusion), which were dominantly influenced on ground water quality, could be induced from the result of PCA. Quantitative evaluation for these events using the mixed equation with principal component scores suggest that the dissolution of encrusted cement materials was the predominant factor (39·0% of the total mixed proportion) to change the chemical composition of the seepage water during the ground water flow from the observation wells to the cavern. Integration of the statistical results also imply that ground water flow and hydrogeochemistry were predominantly affected by artificial factors such as cavern operation pressure and dissolution of encrusted cement materials, which were interdependent factors on the observation wells with high cross‐correlation coefficients and pH. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.