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超大型地下结构系统地震响应高性能弹塑性流固耦合分析

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土木工程学报 2024年第6期57卷 190-199页

作者：余嘉轲王荣鑫王睿张建民孙俊岭王永成清华大学北京100084 中国铁路设计集团有限公司天津300142

随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开... 详细信息

随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开发一套高性能弹塑性流固耦合分析方法。以北京城市副中心站综合交通枢纽为例,采用砂土液化大变形模型进行动力弹塑性流固耦合分析,计算规模超千万自由度。计算结果表明,所开发的分析方法具有较高的并行计算效率,可以实现可液化场地地下结构系统的大规模高效弹塑性流固耦合模拟。对于这一主要处于饱和砂土地层中的超大型地下结构系统,在基本地震作用下,饱和砂土层的最大超静孔压比达到约0.5,产生较为明显的弱化;结构地震层间位移角和内力均满足规范要求,由于存在开洞等断面变化,结构响应三维效应明显;由于与地下结构相连的地上结构相对较小,地上结构对地下结构地震响应影响有限。

关键词：地下结构可液化场地动力分析高性能计算流固耦合弹塑性模型

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近海工程多道地震高分辨率处理技术应用研究

铁道工程学报 2024年第6期 17-22页

作者：刘振明周学明祁晓雨中国铁路设计集团有限公司

研究目的：跨海大桥、海底隧道等重大工程建设需要通过多道地震方法查明海域沉积层结构与厚度、断裂分布与活动性特征、基岩起伏与风化层厚度，以及特殊地质体分布范围等。但是在近海海域多道地震施工的条件受到诸多限制，如水深较浅、... 详细信息

研究目的：跨海大桥、海底隧道等重大工程建设需要通过多道地震方法查明海域沉积层结构与厚度、断裂分布与活动性特征、基岩起伏与风化层厚度，以及特殊地质体分布范围等。但是在近海海域多道地震施工的条件受到诸多限制，如水深较浅、流速大、养殖区和渔业活动密集等，进而导致采集电缆较短且缺乏姿态控制，同时由于采集电缆较短产生覆盖次数少、速度分析困难等问题。最终获得的地震资料品质相对较差，存在信噪比低、多次波发育、电缆姿态不好等问题，需要进行针对性地分析和处理。研究结论：（1）地震数据经过联合噪声压制、多次波组合压制、提高覆盖次数、电缆时差校正等技术处理，显著提高了地震剖面的分辨率和信噪比；（2）处理后的地震剖面自浅至深各主要反射层的产状和构造形态清晰，地质现象清楚；（3）针对数据处理中遇到的噪声类型复杂、多次波压制难度大、速度分析困难等难点和挑战，总结出了一套适用于近海工程的多道地震数据处理技术流程，对后续近海工程高分辨率多道地震探测的数据处理工作具有一定的指导意义。

关键词：近海工程多道地震噪声压制多次波

小道距高分辨率多道地震系统在渤海海峡地层探测中的应用

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海洋科学进展 2024年

作者：祁晓雨中国铁路设计集团有限公司

渤海海峡横亘于山东半岛和辽东半岛之间，建设一条横跨渤海海峡的跨海通道一直是人们的梦想。为查明渤海海峡拟建桥隧通道第四系沉积层厚度和断裂分布特征，在收集区域地质资料和前人研究的基础上，以大能量等离子体震源为发射源，结合... 详细信息

渤海海峡横亘于山东半岛和辽东半岛之间，建设一条横跨渤海海峡的跨海通道一直是人们的梦想。为查明渤海海峡拟建桥隧通道第四系沉积层厚度和断裂分布特征，在收集区域地质资料和前人研究的基础上，以大能量等离子体震源为发射源，结合小道距高分辨率地震电缆采集系统，进行了海域多道地震反射波法探测试验。首先通过海上试验，选择合适的震源能量和地震记录接收系统参数，以提高原始地震数据质量。再通过分析噪声特点及多次波发育情况，制定了一套适合于研究区的多道地震数据处理流程，最终获得的地震剖面具有较高的信噪比，能够清晰地反映渤海海峡区域的沉积地层展布和基岩起伏特征，其理论垂向分辨率优于1.0 m。本次探测结果为后期渤海海峡跨海通道的设计提供了参考依据。

关键词：渤海海峡跨海通道多道地震高分辨率

基于TSI的匈塞铁路塞段站场主要技术标准研究

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铁道工程学报 2024年第6期 98-103页

作者：秦宝来张立阳倪家浩中国铁路设计集团有限公司

研究目的：为指导匈塞铁路塞尔维亚段站场工程设计、施工，并便于建成后的运输组织和养护维修，结合项目所在国铁路运输、设备维护及管理需要，基于欧盟铁路互联互通（TSI）条件，对线间距、到发线有效长度、客运设备及车辆设备、站线... 详细信息

研究目的：为指导匈塞铁路塞尔维亚段站场工程设计、施工，并便于建成后的运输组织和养护维修，结合项目所在国铁路运输、设备维护及管理需要，基于欧盟铁路互联互通（TSI）条件，对线间距、到发线有效长度、客运设备及车辆设备、站线轨道四方面技术标准展开对比研究。研究结论：（1）车站线间距的规定推荐采用塞尔维亚标准；（2）接发客货列车的到发线有效长度一般为650 m，每隔20～25 km车站到发线有效长度满足750 m；仅接发客车的到发线有效长度：临靠400 m长度站台的到发线，有效长度不小于530 m，临靠220 m长度站台的到发线，有效长度不小于350 m;(3)停靠国际列车的站台长度不少于400 m，仅停靠国内列车的站台长度不少于220 m，侧式站台宽度为4 m，岛式站台宽度为6.66 m，站台高度采用0.55 m;(4)正线和到发线采用60E1型，R260品质钢轨；其余站线轨道采用49E1型，R260品质钢轨；道岔选用UIC道岔系列，根据通过速度选择不同型号；（5）本研究成果对其他欧洲铁路项目站场主要技术标准的选择及国内铁路设计具有借鉴意义。

关键词：匈塞铁路站场技术标准欧盟铁路互联互通

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高速铁路大范围穿越采空区关键技术研究

铁道工程学报 2024年第6期 34-39页

作者：赵斗中国铁路设计集团有限公司

研究目的：太焦铁路是第一条穿越大面积采空区的高速铁路，也是迄今为止国内外穿越采空区分布最广、分布最复杂的高速铁路。本文针对太焦铁路采空区特征，开展高速铁路大范围穿越采空区关键技术研究，对于查清采空分布、合理选择线位、... 详细信息

研究目的：太焦铁路是第一条穿越大面积采空区的高速铁路，也是迄今为止国内外穿越采空区分布最广、分布最复杂的高速铁路。本文针对太焦铁路采空区特征，开展高速铁路大范围穿越采空区关键技术研究，对于查清采空分布、合理选择线位、确定安全的路桥隧工程措施具有重要意义。研究结论：（1）研究形成多学科、多层次、多方法耦合采空区勘察技术，在宽达37 km的采空区密布带上找出了200 m的安全通路，提出“两咽喉、一通道、六绕避、二治理”地质通廊；（2）研究形成多维空间选线技术，线位绕避采空区密集、时间久远难以查明的古窑等区域，平面无法绕避时，部分区段线路以隧道形式从采空区下方安全深度通过；（3）研究形成隧道下穿采空区技术，通过围岩稳定性和隧道下穿采空区距离研究，提出隧道支护措施以及探测和预报、质量检测方法；（4）研究形成路基整治技术，针对采空区埋深大、沉降要求高的特点，通过缩小注浆孔间距、调整浆液成分、加大注浆压力等措施，保证了整治效果，可为其他同类工程提供借鉴。

关键词：高速铁路采空区关键技术

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变透水边界与起始坡降下软土路基固结模型

铁道工程学报 2024年第6期 40-44+51页

作者：杨强魏征中国铁路设计集团有限公司

研究目的：路基沉降问题是引起铁路、公路等基础设施发生工程事故的主要原因。为提高软土地区路基土沉降预测水平，本文考虑土体的非达西渗流效应、土体边界透水能力的变化以及变形非线性特征，建立相应的分段线性化固结模型。其中，起... 详细信息

研究目的：路基沉降问题是引起铁路、公路等基础设施发生工程事故的主要原因。为提高软土地区路基土沉降预测水平，本文考虑土体的非达西渗流效应、土体边界透水能力的变化以及变形非线性特征，建立相应的分段线性化固结模型。其中，起始坡降渗透模型用来反映土体的非达西渗流过程，连续排水边界用来描述土体边界透水性能的变化，e-lg(av0)关系用来表示土体的非线性变形特征。然后，应用一些算例分析探讨边界透水性能变化、土体非线性变形以及非达西效应下土体的固结行为，以期为软土路基工程工后沉降预测提供理论支撑。研究结论：（1）土体的非达西效应越强（即起始坡降值越大），边界透水性能越差（即连续排水界面参数越小），相同时刻下的固结滞后现象越明显；（2）起始坡降值能同时影响固结过程及最终结果；（3）连续排水边界和起始坡降下初始压缩系数对沉降过程的影响比较显著；（4）本文固结模型可模拟深厚软土路基的沉降过程，相关结论可应用于深厚软土的堆载排水加固过程。

关键词：软土路基固结起始坡降连续排水边界

基于多源检测数据融合的高速铁路路基沉降诊断研究

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 396-405页

作者：赵文博杨飞支洋尤明熙胡伟松中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司工电部北京100844 中国铁路北京局集团有限公司工务部北京100086

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪... 详细信息

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪检测数据、台账信息等多源数据,研究不均匀沉降区段的轨道不平顺波长、幅值特征,建立轨道不平顺特征、列车运行速度和列车加速度之间的关联;同时,充分发挥不同数据源的优势,提取波长因子、幅值因子、车体动力响应因子、竖曲线因子、劣化率因子等能够反映路基不均匀沉降特征的指标。利用多源异构数据融合方法,统一各指标当量值,确定各指标融合权重,最终构建高速铁路路基沉降综合评价指标,建立相应计算公式。研究结果表明,路基不均匀沉降会引起较大幅值的轨道几何长波不平顺,进而导致车体加速度超限,并可以通过车载式晃车仪检测;同一区段轨道长波不平顺呈现趋势劣化时能侧面反映沉降的发生,但竖曲线是预先设计的坡度,对路基沉降诊断有一定干扰。路基沉降综合评价指标可以采用百分制,根据现场实践经验,以超过60分作为沉降发生的评判标准。通过3条高速铁路的实际验证,表明本方法能够有效发现路基沉降区段,及时提示工务部门精准维修。

关键词：路基沉降多源数据融合动态检测晃车仪

铁路货运站站机一体化模式下列尾运用效率提升研究

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铁道货运 2024年第5期42卷 63-68页

作者：台德清中国铁路成都局集团有限公司成都北车站四川成都610512

当前,铁路货运在运输市场竞争日益激烈的形势下,部分货源流失严重。近些年,随着“公转铁”政策以及铁路货运向现代物流转型的逐步推进,铁路货运站也制定了一系列改革措施。通过机务段机务调度员驻站、机务段管理人员交流到车站任职、调... 详细信息

当前,铁路货运在运输市场竞争日益激烈的形势下,部分货源流失严重。近些年,随着“公转铁”政策以及铁路货运向现代物流转型的逐步推进,铁路货运站也制定了一系列改革措施。通过机务段机务调度员驻站、机务段管理人员交流到车站任职、调车机司机划归车站管理等方式实行站机一体化,大大方便了站机协调联系,增加配合精准度,提高了机车出勤效率,缩短了机车辅时。通过在机务段库内设置列尾作业点,在库内直接进行列尾单机携带,送至外围中间站,不仅实现了编组站1 min发车,提高了发车效率,还为列尾需求站解决了发车难题。以上改革方案的实施,大大地促使列尾运用效率提升,列尾调配的精准度得以提高,货运周时、中时得以压缩,编组站办理辆数大幅增加,最终提升铁路货运经营收入,为地方经济和社会发展做出更大贡献。

关键词：铁路货运站站机一体化库内点作业列尾调配和管理运用效率

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多网融合下市域铁路互联互通关键技术研究

铁道工程学报 2024年第6期 93-97页

作者：蔡君君中国铁路设计集团有限公司

研究目的：近年来国内各大都市圈市域铁路建设呈现加快趋势，多网融合发展方向不明确，主要技术标准、互联互通、运营管理等方面存在差异，为市域铁路建成后功能和效益的发挥带来了阻碍和不确定性。本文研究多网融合模式下市域铁路互联... 详细信息

研究目的：近年来国内各大都市圈市域铁路建设呈现加快趋势，多网融合发展方向不明确，主要技术标准、互联互通、运营管理等方面存在差异，为市域铁路建成后功能和效益的发挥带来了阻碍和不确定性。本文研究多网融合模式下市域铁路互联互通关键技术，以期为市域铁路互联互通实施提供全面的技术支撑。研究结论：（1）互联互通运营的车辆应兼容，可通过车辆统型、统一车辆编组等方式实现，限界应具有一致性或包容性；（2）土建工程基础设施标准应具备兼容性，满足其他轨道交通列车下线运营条件；（3）供电系统、通信系统、信号系统和站台门系统等方面应具备一致性或兼容性，也可通过机电设备不同制式、系统间转换等方式实现；（4）统筹考虑市域铁路与其他轨道交通在行车组织、运营管理、票务管理和安检系统等方面做到协调统一；（5）本研究成果对轨道交通多网融合下市域（郊）铁路的建设和一体化运营具有一定参考意义。

关键词：市域铁路互联互通多网融合关键技术