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钢纤维混凝土抗弯性能及大直径管片应用试验研究

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 244-255页

作者：王剑宏夏志鹏陈超军孙会彬王世兴田雨胡云发陈健山东大学齐鲁交通学院山东建筑大学交通工程学院中铁十四局集团有限公司中铁十四局集团房桥有限公司

为探明钢纤维强度及形状对钢纤维混凝土(SFRC)抗弯性能的影响，验证大直径SRFC管片工程应用的可行性，依托穿黄北延项目，选用不同强度和长径比钢纤维开展四点弯曲加载破坏试验，结合DIC技术观察裂缝演变，并针对容易发生管片开裂的负... 详细信息

为探明钢纤维强度及形状对钢纤维混凝土(SFRC)抗弯性能的影响，验证大直径SRFC管片工程应用的可行性，依托穿黄北延项目，选用不同强度和长径比钢纤维开展四点弯曲加载破坏试验，结合DIC技术观察裂缝演变，并针对容易发生管片开裂的负环施工开展现场监测试验.研究结果表明：(1)相较于较混凝土(RC)梁，SFRC梁具有良好的残余强度，SFRC梁抗弯破坏大致可分为4个阶段：裂缝萌生阶段、裂缝发展阶段、失稳扩展阶段及破坏阶段；(2)钢纤维抗拉强度越高，越有助于提高抗拉强度及弯曲韧性；钢纤维长径比越大，残余抗弯强度越高，但对抗拉强度影响较小；(3)顶推荷载作用下无约束负环SFRC管片表现出良好性能，证明了其在大直径盾构隧道应用的可行性.

关键词：钢纤维混凝土大直径管片 DIC分析抗裂性能抗弯韧性管片应用

高速铁路高低塔混合梁斜拉桥钢混结合段设计构造参数研究

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铁道标准设计 2025年

作者：周宏慧中铁上海设计院集团有限公司

高速铁路高低塔混合梁斜拉桥结构布置及受力存在不对称性，为合理确定钢混结合段设计构造参数，以阜淮高铁主跨230m高低塔混合梁斜拉桥为背景，借助有限元分析软件，开展钢混结合段位置选择、力学性能分析及构造参数研究。研究结果表明... 详细信息

高速铁路高低塔混合梁斜拉桥结构布置及受力存在不对称性，为合理确定钢混结合段设计构造参数，以阜淮高铁主跨230m高低塔混合梁斜拉桥为背景，借助有限元分析软件，开展钢混结合段位置选择、力学性能分析及构造参数研究。研究结果表明：当小里程侧钢-混分界点位于低塔往跨中方向16.75m处，大里程侧钢-混分界点位于辅助墩往主塔方向13.25m处时，主梁受力合理，施工条件适宜，对航道影响较小，主梁整体运营状态线型及影响行车长波不平顺满足规范要求；钢混结合段各构件应力分布均匀，主梁刚度过渡平顺，静力性能良好，总体构造设计合理，能够满足混凝土梁与钢梁间平稳传力需求；承压板厚度为50～80mm时其应力水平及疲劳问题均能得到有效控制；剪力连接件抗剪刚度适度增加能有效改善承压板受力；纵向加劲板厚度为24mm时，既能为承压板提供足够刚度贡献，也能控制应力集中现象。

关键词：高速铁路高低塔混合梁斜拉桥钢混结合段力学性能构造参数数值仿真

绿色装配式综合管廊U盾架管机设计及其施工技术研究

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现代隧道技术 2025年第1期62卷 275-284页

作者：贾连辉闫扬义薛广记董艳萍龚廷民沈超中铁工程装备集团有限公司郑州450016 中铁科工集团有限公司武汉430070

针对综合管廊传统建造方式占地面积大、人力投入大、工序复杂、效率较低等不足,提出“盾构技术+架桥技术”深度融合的综合管廊“盾架一体化”建造理念,研制相应的绿色装配式综合管廊U盾架管机。首先,详细介绍U盾架管机整机设计,包括具... 详细信息

针对综合管廊传统建造方式占地面积大、人力投入大、工序复杂、效率较低等不足,提出“盾构技术+架桥技术”深度融合的综合管廊“盾架一体化”建造理念,研制相应的绿色装配式综合管廊U盾架管机。首先,详细介绍U盾架管机整机设计,包括具备模块化无级可变径功能的U型移动支护盾体设计以及负责管节安装的门型双支腿单主梁高精度架管装置设计,可以适应不同断面综合管廊建设,管节拼装误差在±5mm以内;同时,还介绍了垫层摊铺系统、新型经济型管廊侧缝填充材料“速凝液态土”制备及同步填充系统设计,可以解决综合管廊垫层机械化摊铺、侧缝同步回填的难题;然后,以雄安新区某综合管廊建设项目为依托,介绍U盾架管机总体及管节拼装、垫层摊铺、侧缝填充、变径等关键技术施工应用情况,并与传统明挖现浇工法进行对比分析。应用表明,与传统工法相比,U盾架管机工法节省占地宽度44%,提升施工工效37.5%,同时在施工安全性、建设品质、经济性方面均具有明显优势。

关键词：综合管廊盾架一体化 U盾架管机绿色建造垫层摊铺同步注浆变舱适应

预留上盖物业开发条件的市域铁路地下车辆基地结构设计

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城市轨道交通研究 2025年第1期28卷 73-78页

作者：谭奇峰中铁上海设计院集团有限公司上海200070

[目的]为进一步提高土地利用率,减少城市空间分割,提升区域城市形象,避免区域交通立体化以及对人行系统的影响,需对预留上盖物业开发条件的市域铁路地下车辆基地结构设计的关键技术进行研究。[方法]以上海市域铁路机场联络线申昆路停车... 详细信息

[目的]为进一步提高土地利用率,减少城市空间分割,提升区域城市形象,避免区域交通立体化以及对人行系统的影响,需对预留上盖物业开发条件的市域铁路地下车辆基地结构设计的关键技术进行研究。[方法]以上海市域铁路机场联络线申昆路停车场项目为例,基于预留上盖物业开发条件的地下车辆基地与地面车辆基地在结构设计方面的差异,研究了预留上盖物业开发条件的地下车辆基地结构的设计难点,并针对性分析了地下车辆基地施工过程中的超长结构温度裂缝、结构防水、不连续施工结构等的关键技术。[结果及结论]根据不设缝的超长盖板温度应力结果相应配置抗裂钢筋,从理论上限制了混凝土裂缝,避免自防水混凝土开裂漏水;针对由施工质量、养护、合拢等条件与设计差异导致可能漏水的情况,设计方从构造方面提出侧壁和底板的防漏水备用解决方案;地下车辆基地结构与上盖物业开发结构不同步实施时,提出临时抗浮措施与盖板施工荷载预留相结合的最优方案。

关键词：市域铁路地下车辆基地结构预留上盖物业开发条件

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中心城区竖井初雨调蓄池工程设计

中国给水排水 2025年第04期 75-79页

作者：史义雄张素婷王宏峰中铁第四勘察设计院集团有限公司

为缓解用地紧张与工程建设的矛盾，以上海中心城区某初雨调蓄池工程为例，提出了竖井初雨调蓄池及入流竖井布置形式，介绍了调蓄池冲洗、通风除臭及排空设计方案。调蓄池采用全地下式圆形竖井结构，调蓄容积4 700 m3，内径15 m，池深33.... 详细信息

为缓解用地紧张与工程建设的矛盾，以上海中心城区某初雨调蓄池工程为例，提出了竖井初雨调蓄池及入流竖井布置形式，介绍了调蓄池冲洗、通风除臭及排空设计方案。调蓄池采用全地下式圆形竖井结构，调蓄容积4 700 m3，内径15 m，池深33.80 m，入流采用螺旋阶梯跌水消能，池底安装智能喷射器冲洗清淤，除臭采用三段式“洗涤法+离子除臭+化学吸附”工艺，竖井主体结构采用预制管片机械化拼装，可为用地紧张的大城市中心城区及老城区建设初雨调蓄池提供参考。

关键词：初雨调蓄池竖井节约集约化截流

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高温富水隧道弱风化片麻岩力学特性试验研究

岩石力学与工程学报 2025年第1期44卷 128-139页

作者：唐宇阳军生郑响凑童甲修汤冲中南大学土木工程学院湖南长沙411075 中铁五局集团有限公司湖南长沙410007

为揭示高温水对微风化片麻岩特性的影响规律,开展不同高温水浴条件下片麻岩单轴压缩及巴西劈裂试验,分析高温水浴条件下片麻岩力学特性及宏观破坏特征的演化机制,并结合声发射、X射线衍射(XRD)和电镜扫描试验(SEM)等手段,探明片麻岩破... 详细信息

为揭示高温水对微风化片麻岩特性的影响规律,开展不同高温水浴条件下片麻岩单轴压缩及巴西劈裂试验,分析高温水浴条件下片麻岩力学特性及宏观破坏特征的演化机制,并结合声发射、X射线衍射(XRD)和电镜扫描试验(SEM)等手段,探明片麻岩破坏的微观机制。试验结果表明:高温水浴对片麻岩力学特性具有显著的弱化作用,随着水浴时间和温度的增加,力学特性受影响越显著;高温水浴影响了片麻岩的破坏模式,在常温未水浴、60℃以及92.6℃水浴条件下,随着水浴时间的增加,片麻岩的破坏模式由单斜面剪切破坏演变为压缩锥形剪切破坏,最终演变为伴随张拉裂纹衍生的剪切破坏;相较于常温水浸泡,高温水加速了片麻岩力学特性的弱化效应。上述研究可为类似高温富水隧道施工与灾害防控提供必要的理论支撑和工程指导。

关键词：岩石力学高温水片麻岩力学特性宏观破坏特征微观破坏机制

浸水时长对岩体强度及破坏特征影响的试验研究

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岩石力学与工程学报 2025年第1期44卷 99-113页

作者：李育宗高胜沈树强张庆贺陈文尹胡磊安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中国中铁四局集团有限公司安徽合肥230023

深入研究与时间相关的水‐岩作用,对防控和治理工程失稳灾害具有重要意义。针对未浸水和浸水时长分别为30,90和180 d的砂岩、大理岩和花岗岩试样,开展室内单轴压缩、巴西劈裂以及直剪试验,深入探讨并揭示浸水时长对岩石的力学和破坏特... 详细信息

深入研究与时间相关的水‐岩作用,对防控和治理工程失稳灾害具有重要意义。针对未浸水和浸水时长分别为30,90和180 d的砂岩、大理岩和花岗岩试样,开展室内单轴压缩、巴西劈裂以及直剪试验,深入探讨并揭示浸水时长对岩石的力学和破坏特征的影响机制。研究结果表明,浸水后,砂岩试样的力学强度明显下降,且随着浸水时长的增加,下降趋势逐渐减缓;大理岩和花岗岩试样的抗压强度在浸水30 d后明显下降,但在浸水90 d后出现了上升趋势,然后再次下降,抗剪强度也呈现类似的变化趋势。这3种岩石试样强度的变化可能是由于岩石内部矿物颗粒之间的胶结物发生溶蚀弱化和岩石内部饱水孔隙不排水条件下的强度局部增强叠加而引起。通过对试样能量特征分析发现,浸水后的砂岩和花岗岩试样总输入应变能和弹性应变能(储能能力)均呈现下降的趋势,而大理岩试样的变化趋势不明显。这意味着浸水后的花岗岩试样弹射剧烈程度减弱。在此基础上,提出了一个可用于评价岩体节理面脆性特征的剪切脆性指标Bs,研究发现,随着浸水时长的增加,砂岩、大理岩和花岗岩节理面试样的脆性均呈递减趋势。研究结果可为水‐岩作用下工程围岩稳定性评价提供重要参考。

关键词：岩石力学水-岩作用浸水时长岩体强度能量特征剪切脆性指标

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磨料水射流工艺参数对钢轨切缝特性交互影响

机械设计与制造 2025年

作者：刘大玲中铁第四勘察设计院集团有限公司

磨料水射流技术因其绿色环保、无热影响、材料去除率高等优势，逐渐在钢轨修复领域受到关注。为探究磨料水射流工艺参数对钢轨切缝特性的影响规律，并据此优化修复工艺参数，本研究采用响应面法对磨料水射流修复钢轨进行了实验设计，主... 详细信息

磨料水射流技术因其绿色环保、无热影响、材料去除率高等优势，逐渐在钢轨修复领域受到关注。为探究磨料水射流工艺参数对钢轨切缝特性的影响规律，并据此优化修复工艺参数，本研究采用响应面法对磨料水射流修复钢轨进行了实验设计，主要探讨了射流压力、喷嘴进给速度和靶距三个关键工艺参数对切缝宽度w、锥度θ和深度h的影响，并建立了相应的预测模型。通过主效应图发现，靶距是影响切缝宽度的主要因素，而切缝锥度和深度则主要受喷嘴进给速度的影响；此外，交互效应图进一步揭示了不同工艺参数组合对切割特性的复杂交互作用。最后，借助经典BP神经网络模型（Back Propagation Neural Network）的强大非线性映射与自适应能力，以Box-Behnken Design（BBD）实验数据为训练集构建了磨料水射流钢轨切割特性的预测模型，所有模型的相关系数R2均大于0.9。验证实验中，三个模型预测值与实验值之间的平均误差均控制在9%以内。这一结果表明，所构建的模型能准确预测磨料水射流切割钢轨特性，为后续指导磨料水射流修复钢轨的实际应用奠定了基础。

关键词：磨料水射流 U Mn钢轨响应曲面法切缝特性 BP神经网络

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高疏水纤维生物炭处理含油废水特性与机制

环境工程学报 2025年

作者：陈金辉中铁第四勘察设计院集团有限公司

以模拟含油废水为对象，本研究制备了高疏水纤维生物炭，并探究了该材料的主要除油工艺参数以及除油机制。结果表明，在相同条件下，纤维生物炭的除油率达94.3%，显著优于其他材料；当投加量为0.3 g·L-1、反应pH为2.4～11.6、温度11～2... 详细信息

以模拟含油废水为对象，本研究制备了高疏水纤维生物炭，并探究了该材料的主要除油工艺参数以及除油机制。结果表明，在相同条件下，纤维生物炭的除油率达94.3%，显著优于其他材料；当投加量为0.3 g·L-1、反应pH为2.4～11.6、温度11～25°C、初始油浓度为50～2 000 mg·L-1时，纤维生物炭对油类污染物的去除率达87.5%～95.3%。表征结果显示，纤维生物炭表面具有典型的沟槽和转曲特征，以及无定型炭结构，其C-C和C-O基团比例高于原始棉基材料。此外，纤维生物炭与水的平均接触角达145.2°，其表面自由能(71.36 mN·m-1)低于原始材料(77.8 mN·m-1)，说明该材料具有较强的疏水亲油性，有利于其吸附除油过程。纤维生物炭除油机制主要包括3个步骤：1)当分散的油滴接近纤维生物炭或接近已附着在纤维生物炭表面的油滴时，通过多种物理作用以及化学作用实现对油滴的高效吸附去除；2)然后黏附在纤维表面或聚集于已附着在纤维表面的液滴，经过拦截、惯性碰撞、捕获、融聚、聚结等作用而持续长大；3)纤维生物炭表面的油滴继续进行迁移聚结以及纤维表面更新等异化过程。

关键词：含油废水纤维生物炭除油效率疏水性能除油机制