多年冻土场地路基地震动位移性状研究

直接针对目前多年冻土场地道路工程抗震问题研究尚很薄弱这一事实，以在建的青藏铁路工程的抗震设计与地震加固为应用背景，基于若干种较为典型的多年冻土场地路基工况，开展多年冻土场地路基地震动位移性状的研究工作。研究表明，与不同的场地地形条件相比，场地冻土层厚度对路基地震位移响应的影响更加突出，尤其是含冻土融层路基的地震动位移值较不含冻土融层路基的地震动位移值大，因而冻土融层的存在无疑加剧了多年冻土场地路基的震害响应。     

青藏铁路多年冻土区站场路基温度场试验研究

站场路基的宽度为单线普通路基宽度的两倍。结合青藏铁路试验工程观测数据 ,分析了站场路基地温场及多年冻土人为上限的特征 ,探讨了路基的冻结和融化过程的规律 ,阐述了多年冻土区路基的稳定性问题。     

高速移动载荷作用下板式轨道-软岩路基系统的动力特性分析

运用D’Alembert原理和能量弱变分,建立了板式轨道-软岩路基系统半空间垂向耦合的动力计算模型,研究了高速铁路板式轨道-软岩路基系统的动态响应特征,获得了基床面上和软岩路堤面上各种动态响应值,将其作为确定基床厚度和基床表层厚度的前提依据,以指导无碴轨道路基结构的设计与施工。通过室内试验,对软岩及软岩填料的一般路用性能进行了研究,用其来判断软岩能否作为高速铁路无碴轨道基床以下部分填料的必要条件。     

武广客运专线软岩填筑路基的模型试验研究

采用模型试验方法,对不同颗粒级配、不同含水量软岩路基在不同竖向准静荷载作用下的沉降和应力的分布规律进行了研究,得出了一定的颗粒级配与含水量软岩填筑的路堤,通过压实可以满足路基设计规范技术要求,并通过两种填料级配和含水量情况下的填筑路堤进行较高荷载试验研究,分析了其变形破坏特征。研究成果可充分利用铁路沿线软岩资源、节省工程投资、少占耕地农田、保护环境,社会和经济同时受益。     

气候变暖下青藏高原冻土路基地温场演化规律研究

冻土物理力学特性与温度密切相关,气候变暖背景下冻土路基地温场的分布和演化规律不仅会影响到路基的静力稳定性,还会影响到其在地震、车辆等动力荷载作用下的响应特征与稳定性。为此,基于现场实测路基坡面温度,系统开展气候变暖背景下青藏高原典型(东西、南北、45°)走向条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟研究。结果表明,阴阳坡侧浅层土体冻结指数差异较融化指数差异更为显著,东西走向下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,而融化指数约为阳坡的0.83。阴阳坡侧路基本体及活动层季节冻融过程存在明显不同步,东西走向条件下阴坡冻结期(融化期)可较阳坡侧长(短)约1个月。路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定的抬升,而阳坡仅南北走向有抬升。此后,在气候变暖及沥青路面吸热效应下,路基人为上限不断下降,最大速率可达20cm/a,且逐步出现融化夹层,其中阳坡融化夹层厚度普遍大于阴坡,差值最大可达2.5m。路基本体季节冻融过程的不同步、人为上限埋深及冻土地温分布的不对称性应在未来青藏高原冻土路基静力、动力稳定性设计和研究中予以考虑。     

加筋碎石垫层中双层土工格栅拉力特性试验研究

通过现场试验,表明线路中心处加筋垫层中横向格栅拉力值最大,双层格栅中横向格栅拉力顶层较底层减少了 29.5 %;纵向格栅顶层比底层先发挥作用。铺轨加载增大了纵横两向格栅的拉力,但对路基变形没有影响。加筋垫层提高了复合地基中的桩土应力比。     

基于LoRa的铁路路基沉降数据采集系统设计

设计一套铁路路基沉降数据自动化采集系统,采用静力水准仪作为铁路路基沉降数据的采集单元,利用LoRa无线通信技术,选用低功耗STM8系列单片机和SX1278收发器,在IAR环境下移植Contiki操作系统及其自带的Rime协议栈,完成Mesh网络的多跳传输。将采集到的铁路路基沉降数据形成可视化监测界面,实现现有铁路路基沉降数据远距离、低功耗、可靠的无线传输。     

基于渗流模型的路基排水设计计算方法初探

根据我国西部不同气候、地形地貌因素,将有关农田水利排水的渗流模型引入了公路路基排水,重点研究了完整盲沟的无降雨渗流模型、连续降雨入渗模型、降雨停止后渗流模型、阶段性降雨模型及其解析解。通过工程实例,运用连续降雨入渗模型和降雨停止后渗流模型,计算了路基内部盲沟的设置间距和排水时间,实践证明该方法是有效的,为西部公路盲沟排水设计中的排水计算提供了一定依据。     

青藏铁路沿线地表和路基表面热力学模式(Ⅰ):物理过程与实验方案

路基表面的热状况具有时空分布的非均匀性,筑建在冻土区的路基,其下伏冻土层对上边界非均匀热强迫的响应,会引起冻土层的冻胀、融沉非均匀变化,进而造成路基的变形失稳.因此,了解路基表面热状况的时空变化规律对监测和防治路基冻融病害、保证路基稳定性具有重要意义.鉴于此,从热力学研究角度出发,以气候影响因子-大气辐射传输-地气交接面辐射特性-地气间热量交换为研究主线,基于能量守恒原则,建立针对青藏铁路沿线地表、路基上表面和路基左右边坡表面的普适性热力学数值模式,用于高海拔青藏铁路全线的任意坡度和走向的路基表面热状况的定量化研究与应用.     

应用冷却路基原理建设青藏铁路

More than half of the total length of the Qinghai-Tibet Railroad (QTR) traverses warm (0 to-1℃) permafrost areas, and about 40% of its total length is in ice-rich permafrost areas. Thc construction of the QTR also must consider the impacts of climatic warming along the QTR during the next 50～100 years. The latest projection indicates a warming of 2.2 to 2.6℃ on the Qinghai-Tibet Plateau (QTP) by the year 2050. Therefore, the key to the successful construction of the QTR is to protect permafrost from being thawed. Although railroad construction in permafrost areas has had a history of more than 100 years, the troubled sections of the railroads in permafrost areas have been greater than 30% of their total length. Based on the experiences and lessons learned from the road construction in permafrost areas, both in China and abroad, the author proposes that the principle of “active cooling” of railroad roadbed by lowering permafrost temperatures should be used in designing QTR, rather than that of “passive protection” of permafrost through increasing thermal resistance of roadway, such as increasing fill thickness and/or using insulative materials. This is especially important for the road sections in warm, ice-rich permafrost. In addition, this paper proposes several methods for “cooling the roadbcd” by controlling radiation, convection and conduction through modifying roadway structure and using different fill materials.