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基于贝叶斯正则化的无缝线路轨温荷载预测模型研究

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铁道标准设计 2024年

作者：刘兴晨肖杰灵庄丽媛景璞余思昕西南交通大学土木工程学院西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室华设设计集团股份有限公司广东省铁路建设投资集团有限公司广东省高速公路有限公司

钢轨内巨大的温度力严重危害无缝线路的行车安全，预测轨温，提前掌握轨温变化规律十分必要。针对气温-轨温的关联关系展开研究，在新疆富蕴实地开展监测试验，对气温与轨温实行一年内1～10月的温度监测；分析气温与轨温的波动规律；采... 详细信息

钢轨内巨大的温度力严重危害无缝线路的行车安全，预测轨温，提前掌握轨温变化规律十分必要。针对气温-轨温的关联关系展开研究，在新疆富蕴实地开展监测试验，对气温与轨温实行一年内1～10月的温度监测；分析气温与轨温的波动规律；采用贝叶斯正则化的BP神经网络建立轨温预测模型，对气温与轨头、轨腰与其他部位轨温的变化关系进行预测。结果表明，气温和钢轨各部位轨温的变化均呈现规律的周期性，且其最值的差值变化并不完全符合传统规律所述；实测结果显示，最高轨温与最高气温差值变化范围在3～15℃，其差值变化随气温回升而减小，最低气温与最低轨温差值约为1.08，其差值波动较稳定；基于贝叶斯正则化的BP神经网络模型预测结果显示，由日最低气温预测钢轨各部位最低温时，平均误差最小，低至0.311℃，由轨腰日最高温预测钢轨其他部位最高温时，平均误差最小，可达0.877。实际工程中，可优先考虑由气温预测最低轨温，由轨腰温度预测其他部位的最高轨温；在冷热交替的时段，应注意及时监测轨温状况，放散温度应力。

关键词：无缝线路轨温预测模型轨温监测试验轨温变化规律贝叶斯正则化 BP神经网络

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岩溶地区公路隧道施工三维地震波探水技术

南水北调与水利科技（中英文） 2024年第S1期22卷 210-216页

作者：王合春中铁建重庆投资集团有限公司重庆400700 重庆巫镇高速公路建设有限公司重庆405800

为提高地震波法超前预报技术在岩溶地区隧道施工中探测岩溶及地下水的精准度,在液-固弹性理论的基础上,通过分析含水体反射界面人工地震波反射系数、地震波应力响应及其与地震波属性间的关系,得到与瞬时振幅和瞬时频率相关的地震波应力... 详细信息

为提高地震波法超前预报技术在岩溶地区隧道施工中探测岩溶及地下水的精准度,在液-固弹性理论的基础上,通过分析含水体反射界面人工地震波反射系数、地震波应力响应及其与地震波属性间的关系,得到与瞬时振幅和瞬时频率相关的地震波应力响应表达方式,进而结合流体力学理论导出地震波属性与地下水流动势能关系,建立地下水赋存程度评价指标。在此基础上,结合隧道施工环境制定三维地震波探测方法、地下水识别方法及等级划分标准,并通过巫镇高速公路隧道工程进行现场试验。结果表明:地下水预报结果与实际揭露情况一致,验证了该技术的有效性和准确性。

关键词：岩溶地区探水应力响应地震波公路隧道

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基于形态与构成的互承框架类型学及设计方法

西安建筑科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：许沛琪赵捧阳刘依明刘念雄张忠利浙江省建设投资集团股份有限公司清华大学建筑学院临沂城市建设投资集团有限公司

互承框架是一种拥有独特构成形式的三维结构框架．当前互承框架类型在结构构成和建筑体量的双重差异中存在划分不清晰的现实问题．本文通过搜集国内外应用互承框架的既有建筑案例，整理所应用框架的形态构成与构造特征数据，并构建影响... 详细信息

互承框架是一种拥有独特构成形式的三维结构框架．当前互承框架类型在结构构成和建筑体量的双重差异中存在划分不清晰的现实问题．本文通过搜集国内外应用互承框架的既有建筑案例，整理所应用框架的形态构成与构造特征数据，并构建影响互承框架形态与构成的参数体系，建立了基于统计学中形态构成参数分布差异与建筑学中构造特征差异的互承框架类型学划分方法．其类型分为节点式和单元式两大类，可进一步细分为编织节点、正交节点、独立单元、等尺单元和复合单元五小类．研究首先基于形态和构成参数之间的分布关系，比较了不同类型在形态方面的差异和特点．整体而言，单元式在跨度能力、小构件大跨度性能上优于节点式，其中以等尺单元为最，复合单元次之；节点式对曲面变化的适应能力显著优于单元式，其中编织节点的曲面适应性最强．随着互承框架整体形态参数值的变化，各类型中构成参数值的变化速率及趋势基本相同，论证了本类型学划分的合理性．此外，基于二元线性回归模型及预测区间，研究建立了互承框架形态与构成关系的预测模型，具体给出了各互承类型于全案例中的L1-L2、L1-S预测区间，以及曲面案例中的L1-L2、L1-S、CL2、λ-L2预测区间．模型拟合优度均大于0.7，且在测试集验证中，MAPE值偏差和随机性较低，为互承框架结构体系提供量化形式的设计参考．

关键词：互承框架结构类型学形态尺度框架构成设计方法

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高地应力区铁路安全风险管控及对策

铁道工程学报 2024年第4期41卷 102-107页

作者：印建文段荣成成兰铁路有限责任公司成都610037 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:为准确判识西宁至成都铁路高地应力区铁路建设风险因素、降低建设风险,采用工程类比法分析高地应力区铁路建设风险因素及可能引起的后果,并进行方案比选。研究结论:(1)铁路工程方案研究阶段除考虑地质、环保、工程对策及投资... 详细信息

研究目的:为准确判识西宁至成都铁路高地应力区铁路建设风险因素、降低建设风险,采用工程类比法分析高地应力区铁路建设风险因素及可能引起的后果,并进行方案比选。研究结论:(1)铁路工程方案研究阶段除考虑地质、环保、工程对策及投资等因素外,应将风险管控纳入方案比选,尽可能规避潜在的风险因素,高地应力区选线应优先选用明线工程(路基与桥梁等),当以隧道工程通过时,宜选择围岩较好的侵入岩以浅埋、短隧的方式通过,并设置合理的风险应对对策;(2)施工阶段应加强风险研判、动态调整对策;(3)高地应力软岩隧道施工中应建立以变形速率和位移为双控指标的管理体系;(4)高地应力隧道应优先推广机械化配套施工,洞内人员远离掌子面,降低人员伤亡风险;(5)本研究成果可为类似高地应力区铁路隧道选线提供参考。

关键词：西宁至成都铁路高地应力风险因素风险管控风险对策

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膨胀土流态固化改性试验与配合比研究

浙江大学学报（工学版） 2024年第10期58卷 2137-2148页

作者：杜建彪罗强蒋良潍曹子奇王腾飞张良西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 中电建铁路建设投资集团有限公司北京100071

流态固化改性是弃方资源化新方式,有助于解决道路工程中异形或狭隘空间难以回填压实问题.选取南宁地区中等膨胀土弃方,与水、水泥及标准砂混合配制流态固化土试样并开展室内土工试验,分析掺配比对试样膨胀性、强度、流动度及泌水率的影... 详细信息

流态固化改性是弃方资源化新方式,有助于解决道路工程中异形或狭隘空间难以回填压实问题.选取南宁地区中等膨胀土弃方,与水、水泥及标准砂混合配制流态固化土试样并开展室内土工试验,分析掺配比对试样膨胀性、强度、流动度及泌水率的影响规律.结果表明:试样膨胀性由掺灰比和掺砂比决定,受水固比影响小,当掺灰比大于18%且掺砂比超过6%时,试样呈现非膨胀特征.无侧限抗压强度主要来自水泥水化作用,随掺砂比的增加呈先增大后降低的变化,掺砂比上限宜控制在10%;水固比增加导致强度大幅下降,水固比大于80%后干湿循环条件下的强度衰减趋势显著.初始流动度与水固比、掺砂比及掺灰比正相关,受掺灰比影响最小;试样拌合完成后的90 min是流动度损失的主要阶段,流动度损失率为23%~32%,随后变化放缓.泌水率取决于水固比,受掺灰比影响较小.基于试验规律,经归一化分析得到膨胀土流态固化改性配合比设计流程.

关键词：膨胀土流态固化土膨胀性无侧限抗压强度流动度配合比

硅灰在调控地聚物收缩性能及地聚合过程中的作用

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公路交通科技 2024年第6期41卷 46-55页

作者：路畅柳昊余俊张阳河南交通投资集团有限公司工程建设管理中心东南大学交通学院

为了解决地聚物严重的早期干燥收缩变形，实现地聚物在道路工程中的高效化利用，通过硅灰来调控粉煤灰-矿渣(FA-GBFS)地聚物的收缩性能与地质聚合过程。在使用硅灰改善粉煤灰-矿渣地聚物干燥收缩性能的基础上，观察了地聚物内部的孔隙... 详细信息

为了解决地聚物严重的早期干燥收缩变形，实现地聚物在道路工程中的高效化利用，通过硅灰来调控粉煤灰-矿渣(FA-GBFS)地聚物的收缩性能与地质聚合过程。在使用硅灰改善粉煤灰-矿渣地聚物干燥收缩性能的基础上，观察了地聚物内部的孔隙分布及微结构的变化，并探究了硅灰对地聚物内部反应程度的变化规律。进一步揭示了硅灰对地聚物干燥收缩行为及地聚合过程的影响机制。结果表明：地聚物的干燥收缩主要集中在早期，在7 d时其收缩应变达到总应变的80%～90%;硅灰的加入使得地聚物的干燥收缩应变逐渐减低，当硅灰含量达到20%时，地聚物的干燥收缩应变降低50%,同时也降低了地聚物中孔径为20 nm～10μm的孔隙含量；此外，通过改变FA-GBFS地聚物中Si—O—T(T为Si或Al)结构和四面体配位Al—OH键的结合能和相对含量，延迟了地聚物中早期的地质聚合反应和硅酸钙水化反应，因而改善了因水化反应放热而使得地聚物内部水分大幅度蒸发的现象，这也使得地聚物内部因水化热而产生的有害孔含量降低；当硅灰含量达到20%时，硅灰对地聚物的干燥收缩性能和力学性能具有良好的协同作用，其不仅具有较低的干燥收缩应变，28 d的力学强度也得到了良好的改善。

关键词：道路工程性能调控微结构表征地聚物地聚合反应

基于CRITIC-TOPSIS法地铁车站基坑开挖施工安全风险评估——以济南地铁9号线开源路站为例

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科技和产业 2024年第5期24卷 239-245页

作者：范勇峰李轲王军平贾兴隆朱尚明中国水利水电第四工程局有限公司西宁810006 中电建铁路建设投资集团有限公司北京100071

地铁车站基坑通常因规模大、近接建构筑物、对变形控制的要求高,而成为地铁车站建设中重点关注的环节。如何对地铁车站基坑开挖施工进行科学有效的评估,使其对施工工法及技术进行优化和指导,降低地铁车站建设时带来的风险,有至关重要的... 详细信息

地铁车站基坑通常因规模大、近接建构筑物、对变形控制的要求高,而成为地铁车站建设中重点关注的环节。如何对地铁车站基坑开挖施工进行科学有效的评估,使其对施工工法及技术进行优化和指导,降低地铁车站建设时带来的风险,有至关重要的意义。应用指标相关性权重确定(CRITIC)法,并结合逼近理想解排序(TOPSIS)法,依托在建地铁车站基坑项目进行评估。结果表明:周边环境与支护不足成为地铁车站基坑开挖施工的主要风险来源;对于狭长型的地铁车站基坑来说,端头井处较易发生危险。通过使用CRITIC-TOPSIS法对地铁车站基坑开挖施工进行安全风险评估,可有效分析基坑开挖中的风险因素并按照影响程度进行大小排序,针对具体因素采取有效措施以减小施工风险。

关键词：风险评估基坑 CRITIC-TOPSIS(指标相关性权重确定-逼近理想解排序)评估法

不同温度速率下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道热力学性能研究

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铁道学报 2024年第5期46卷 100-109页

作者：周锐陈登高朱烜刘伟斌杜彦良李世亚深圳大学极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室广东深圳518060 深圳铁路投资建设集团有限公司广东深圳518000 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100085 重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室重庆400074

针对我国CRTSⅡ型板式无砟轨道的复杂温度荷载效应,重点研究不同温度速率变化对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构热力学性能的影响。通过大型环境模拟试验箱,开展简支箱梁上5块CRTSⅡ型板式无砟轨道的1∶4几何缩尺模型的温度试验,对比分析... 详细信息

针对我国CRTSⅡ型板式无砟轨道的复杂温度荷载效应,重点研究不同温度速率变化对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构热力学性能的影响。通过大型环境模拟试验箱,开展简支箱梁上5块CRTSⅡ型板式无砟轨道的1∶4几何缩尺模型的温度试验,对比分析3种环境温度变化速率下无砟轨道内的温度和应力分布特征;建立两端自由和两端约束条件下缩尺模型的热传导数值模型,验证了该数值模型的有效性,分析了两种约束条件下无砟轨道-箱梁结构的三维温度场、应力场和位移的变化规律。结果表明,随着温度变化速率下降,无砟轨道-箱梁结构的竖向位移和温度变化幅值在增大,但竖向多层的温度和位移数值在下降;结构的应力、轨道板轴力也不断增大,特别是温度变化速率从0.67℃/min下降到0.44℃/min时。此外,两端自由的纵向应力和竖向位移均比两端约束的小,但其温度要大于两端约束的,约束边界条件会加速轨道内热传递过程。

关键词：桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道温度模拟试验温度变化速率热力学性能热传导模型不同约束条件

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钢模块单元承插式柱-柱节点弯剪承载力研究

湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：周凌宇魏宏远陈浩王其良张明亮彭琳娜王关朝贺学军高速铁路建造技术国家工程研究中心(中南大学) 湖南建设投资集团有限公司中南大学土木工程学院

本文提出一种新型承插式柱-柱节点，采用内外套筒作为上下钢管柱的拼接构件，仅通过高强对穿螺栓拼装，可以满足建筑结构装配化的需求. 针对其在弯剪作用下的承载性能，设计并制作了三个足尺试件进行静力加载试验，获得了节点的受力特... 详细信息

本文提出一种新型承插式柱-柱节点，采用内外套筒作为上下钢管柱的拼接构件，仅通过高强对穿螺栓拼装，可以满足建筑结构装配化的需求. 针对其在弯剪作用下的承载性能，设计并制作了三个足尺试件进行静力加载试验，获得了节点的受力特征、破坏模式、极限承载力和应变分布等. 建立数值模型，在验证数值模型正确性的基础上，对节点进行参数化分析，探讨了套筒灌浆、内套筒厚度、节点长度对于节点极限承载力的影响. 试验和数值模拟研究结果表明：内套筒近端板处至第一根竖向螺栓前是节点域传力的关键部位；套筒灌浆和减小节点长度能够延缓节点核心区应变发展，但影响程度有限；当保证节点长度和内外套筒相对抗弯刚度比一定时，套筒灌浆可使连接受力性能更优，极限承载力提高19.3%；控制其他参数相同，节点长度越大，“杠杆效应”越强，抗弯承载力也随之提高，节点长度由300 mm增加至600 mm，极限承载力提高15.1%；内套筒厚度越大，截面承载力的安全储备越高，内套筒厚度由8 mm增加至12 mm，极限承载力提高31.4%. 基于“有限塑性发展强度准则”和“杠杆效应”理论提出了节点的抗弯承载力计算公式，通过和数值计算结果的对比，验证了计算式的准确性.

关键词：柱-柱节点静力试验参数化分析有限塑性发展强度准则杠杆效应极限承载力