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高速铁路箱式路基新型结构研究 被引量：2
1
作者 肖宏 陈盈盈 +2 位作者 宋绪国 郭帅杰 魏绍磊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期781-793,共13页
主要阐述箱式路基的结构特点、荷载分类及组合,并建立车辆-轨道-箱式路基-复合地基空间力学模型对其工作特性和荷载传递开展系统研究。研究结果表明:箱式路基纵向长度应≤17.24m,底部设计厚度应≥500mm;在温度作用下无明显伸缩位移,但... 主要阐述箱式路基的结构特点、荷载分类及组合,并建立车辆-轨道-箱式路基-复合地基空间力学模型对其工作特性和荷载传递开展系统研究。研究结果表明:箱式路基纵向长度应≤17.24m,底部设计厚度应≥500mm;在温度作用下无明显伸缩位移,但在结构端缝处存在钢轨应力峰;结构不存在共振风险;在350km/h速度下,箱式路基动应力、动位移均远比限值要求小;但顶板加速度会达到3.325m/s^(2),比我国传统简支梁桥振动加速度大,但比规范限值小;与传统土质路基对比,箱式路基对动荷载的吸收和耗散更具有优势,到路基垫层时,振动衰减超过90%,因此,对箱式路基底部复合地基进行设计时可不考虑列车动荷载的影响。 展开更多
关键词 高速铁路 新型结构 箱式路基 结构设计 有限元分析 荷载传递
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高速铁路箱型路基动力响应分析 被引量：3
2
作者 刘晶磊 周玮浩 +2 位作者 张伯扬 刘佳凡 张业荣 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期57-66,共10页
为研究高速铁路箱型路基在列车荷载作用下的动力响应问题,采用数值模拟方法建立轨道-路基-地基三维有限元模型,分析箱型路基的动应力、动位移和加速度的分布规律,并与常规填土路基进行对比。结果表明,列车荷载作用下的动力响应时程曲线... 为研究高速铁路箱型路基在列车荷载作用下的动力响应问题,采用数值模拟方法建立轨道-路基-地基三维有限元模型,分析箱型路基的动应力、动位移和加速度的分布规律,并与常规填土路基进行对比。结果表明,列车荷载作用下的动力响应时程曲线周期性变化明显,不同车厢相邻2个转向架产生叠加效应,随深度增加叠加效应减弱,且发生时间滞后约0.1 s。动力响应沿深度分布,主要呈递减趋势。箱型路基内,竖向动应力和加速度衰减率分别可达60%、75%以上。动力响应沿横向分布,在支承层范围内,横向分布差异较小,顶板竖向动位移最大差值仅为0.008 mm,而范围外则变化迅速。动力响应沿横向分布,主要呈“马鞍”形和“U”形分布,在支承层边缘下方、竖板和顶、底板连接处以及底板边缘均出现峰值,存在应力集中效应。路基表面最大动应力为39.6 kPa,最大动位移为0.165 mm,路基内最大动应力为100.6 kPa,满足设计要求。与常规填土路基相比,箱型路基竖向动应力的衰减率更大,可达到95%,且加速度较小,对动荷载的吸收和耗散作用更显著。箱型路基与常规路基表面竖向动位移幅值分别为0.165 mm、0.329 mm,最大差值为0.036 mm、0.189 mm。箱型路基动位移更小,横向分布更均匀,整体性更好。 展开更多
关键词 高速铁路 箱型路基 数值模拟 动应力 动位移 加速度
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铁路工程装配化重力式生态挡土墙关键技术研究与应用 被引量：1
3
作者 李巍 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期136-141,共6页
针对传统重力式挡土墙采用现浇施工存在施工周期长、受外部环境影响大、可绿化性差、预制化程度低等缺点,依托某铁路工程项目提出了一种装配化重力式生态挡土墙。该挡土墙由钢筋混凝土预制墙体及回填填料组成,钢筋混凝土预制墙体承装压... 针对传统重力式挡土墙采用现浇施工存在施工周期长、受外部环境影响大、可绿化性差、预制化程度低等缺点,依托某铁路工程项目提出了一种装配化重力式生态挡土墙。该挡土墙由钢筋混凝土预制墙体及回填填料组成,钢筋混凝土预制墙体承装压重材料,预制钢筋混凝土墙体和墙体空腔内回填填料组成重力式挡墙共同抵抗墙后土压力。本文采用理论计算、数值模拟分析和工程应用,研究了装配化重力式生态挡土墙的结构设计、受力计算分析、施工流程与技术要求等关键问题,发现:稳定性验算方法与传统重力式挡土墙一致,可采用有限元法进行墙体结构强度、配筋计算以及最大裂缝宽度验算;工程案例表明装配化重力式生态挡土墙结构强度高、质量可靠、回填材料成本低、绿化效果好,可为类似的装配化挡土墙工程的设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 铁路路基 装配化 理论计算 数值模拟分析 重力式挡土墙 稳定性 内力
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基于可靠指标负偏调控的路基边坡分项系数标定
4
作者 张文生 罗强 +2 位作者 于基宁 蒋良潍 覃李兵 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期42-51,共10页
针对铁路路基土质边坡稳定性分析问题,提出一种改进的分项系数标定方法,以克服传统方法难以控制边坡实际可靠指标与目标可靠指标之间不利负偏差的难题。首先,采用传统方法标定路基边坡分项系数,分析极限状态下边坡实际可靠指标与目标可... 针对铁路路基土质边坡稳定性分析问题,提出一种改进的分项系数标定方法,以克服传统方法难以控制边坡实际可靠指标与目标可靠指标之间不利负偏差的难题。首先,采用传统方法标定路基边坡分项系数,分析极限状态下边坡实际可靠指标与目标可靠指标之间负偏差的分布特征,提出以负偏设限与残差趋低为原则的分项系数标定改进方法;然后,针对路基边坡,运用校准法确定目标可靠指标,采用改进方法开展路堤与路堑边坡分项系数标定;最后,针对路堤、路堑分项系数不一致导致分项系数法工程易用性低的局限性,提出边坡分项系数统一化取值方法。研究表明:按传统方法标定所得分项系数进行边坡设计,在构造的路堤和路堑边坡算例空间中,边坡实际可靠指标低于目标可靠指标0.5及以上的危险状况占比高达20%~33%,提出的负偏设限、残差趋低原则可准确控制边坡实际可靠指标与目标值之间负偏差不超过指定的容许范围;对土性参数呈小至中变异的铁路工程常遇情形,以边坡安全系数1.15~1.25为限定域校准得到的目标可靠指标约为2.2,路基边坡极限状态表达式中黏聚力、内摩擦角、列车荷载3个抗力分量的分项系数分别为1.25,1.20和1.05,土体重力与列车荷载2个下滑力分量的分项系数分别为1.03和1.05。 展开更多
关键词 路基边坡 可靠指标 分项系数 负偏调控 残差趋低
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中日加筋土挡土墙设计方法对比研究
5
作者 郭海强 李安洪 +2 位作者 肖卓琦 高柏松 王智猛 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第2期23-28,共6页
研究目的:传统加筋土挡墙存在变形不易控制等问题,在铁路领域应用较为慎重。为解决该问题,日本研发了刚性面板加筋土挡墙,至今已在铁路工程领域应用206 km,没有出现损坏或过度变形的情况,且经受住了大地震考验。因此,探究中日加筋土挡... 研究目的:传统加筋土挡墙存在变形不易控制等问题,在铁路领域应用较为慎重。为解决该问题,日本研发了刚性面板加筋土挡墙,至今已在铁路工程领域应用206 km,没有出现损坏或过度变形的情况,且经受住了大地震考验。因此,探究中日加筋土挡墙设计方法的差异,对完善我国加筋土挡墙设计体系具有借鉴意义。研究结论:(1)中日标准在加筋土挡墙的填土设计指标、筋材、破裂面及土压力计算、稳定性检算以及筋材构造等五个方面均存在较大差异,这五个方面的差异均会导致挡土墙筋材尺寸的设计结果不同;(2)在不考虑构造要求情况下,中国标准相较于日本标准设计的筋材尺寸偏小,结构偏于危险;在考虑构造要求情况下,中国标准相较于日本标准的筋材尺寸偏大,结构更加安全;(3)本研究结果可为国内设计人员全面了解中、日加筋土挡墙设计方法的差异提供参考。 展开更多
关键词 加筋土挡墙 设计方法 填土设计指标 土压力 稳定性
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路桥过渡差异变形对400km/h高铁行车性能影响研究
6
作者 李宁 周川江 +2 位作者 张红伟 胡世兴 罗强 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第8期15-20,共6页
研究目的:高速铁路过渡段是实现线路高平顺性的重要组成部分,已有的过渡段相关研究多针对时速350 km及以下车速展开。为了探究路桥过渡段沉降变形对400 km/h及以上高速列车行车性能的影响规律,以及现行过渡段设计标准在更高速度下的适... 研究目的:高速铁路过渡段是实现线路高平顺性的重要组成部分,已有的过渡段相关研究多针对时速350 km及以下车速展开。为了探究路桥过渡段沉降变形对400 km/h及以上高速列车行车性能的影响规律,以及现行过渡段设计标准在更高速度下的适用性问题,建立CR400BF动车组模型和长度20 m的过渡段模型,构建车辆-轨道-路基过渡段耦合动力学模型,开展不同沉降变形及不同车速下的动力学仿真分析。研究结论:(1)时速400 km条件下,过渡段轨面折角和差异沉降是影响列车行车性能的关键因素;(2)总体上,车体竖向加速度、轮轨垂向力及轮重减载率随轨面折角及差异沉降的增大呈线性规律增加,列车运行的安全性及舒适性受过渡段沉降变形的显著影响;相同轨面折角条件下,20m长度内的沉降对列车运行的舒适性影响更大,而5 m长度内的沉降对列车运行的安全性影响更大;(3)过渡段在1‰极限折角条件或5 mm极限差异沉降条件下,计算车速由350 km/h提升450 km/h时,车辆动力响应随着车速的增大而增加,均满足限值要求,现行过渡段设计标准在400 km/h及450 km/h条件下仍具有适用性;(4)本文研究可为时速400 km及以上高速列车行车性能研究以及路桥过渡段设计标准研究提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 高速列车 时速400km 路桥过渡段 车-轨-路耦合 行车性能
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侧限作用下土工格栅蠕变特性及分数阶时效损伤本构模型
7
作者 靳静 陈何塘 +3 位作者 梁小勇 于远亮 杨广庆 寇凌曦 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第4期56-67,共12页
为研究土工格栅在铁路路基工程中交通荷载作用下的变形机制和力学响应,分别开展不同侧限作用下高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅室内蠕变试验和有限元模拟;基于损伤力学原理和BFGS算法,构建分数阶时效损伤本构模型,对模型参数取值进行敏感性... 为研究土工格栅在铁路路基工程中交通荷载作用下的变形机制和力学响应,分别开展不同侧限作用下高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅室内蠕变试验和有限元模拟;基于损伤力学原理和BFGS算法,构建分数阶时效损伤本构模型,对模型参数取值进行敏感性分析。结果表明:土工格栅的蠕变与应力比密切相关,当侧限作用相同时,应力和应变随着应力比的提高呈现递增趋势;侧限作用可有效限制土工格栅水平方向的变形,并提高土工格栅抗蠕变能力;试验初期,应力比是影响土工格栅应变增长速率的主要因素,会导致应变迅速累积,而随着时间的推移,侧限作用起主导作用,应变最终趋于稳定;侧限作用由50 kPa增至200 kPa时,纵肋中间部分应变降幅为38.6%,纵肋相邻横肋部分应变降幅为56%,横肋几乎不发生变形;侧限作用与损伤呈负相关,土工格栅应变速率随着泊松比的增加急剧增长,随黏滞系数的增大而减小。 展开更多
关键词 路基 土工格栅 侧限作用 蠕变 分数阶本构模型 BFGS算法
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地震作用下非等长筋材加筋土挡墙稳定性研究
8
作者 胡超 梁训美 +2 位作者 徐鹏 杨广庆 李婷 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第7期46-50,58,共6页
目前工程中出现大量筋材沿墙高非等长布置的加筋支挡结构,可以在增加结构抗震稳定性的同时减少造价。例如,加筋桥台、在既有边坡上新建加筋土挡墙等。由于当前设计方法主要针对筋材长度等长工况,因而导致对非等长筋材验算分析较少见。为... 目前工程中出现大量筋材沿墙高非等长布置的加筋支挡结构,可以在增加结构抗震稳定性的同时减少造价。例如,加筋桥台、在既有边坡上新建加筋土挡墙等。由于当前设计方法主要针对筋材长度等长工况,因而导致对非等长筋材验算分析较少见。为此,采用有限元极限分析方法对地震作用下非等长筋材加筋土挡墙稳定性进行研究。通过对比显示,相较于极限平衡法计算值,有限元极限分析法计算得到的屈服加速度接近振动台模型测试值。参数研究结果表明:(1)筋材长度>0.7H时,长度自下而上增大、自上而下增大的筋材布置将使屈服加速度系数分别增大、减小,其中前者可使屈服加速度系数增大约30%;(2)筋材竖向间距sv/H由0.015增大到0.1时,屈服加速度系数近似线性减小,尤其是当筋材长度自下而上增大时;(3)当筋材布置较疏松(s_(v)/H=0.1)并且填土摩擦角>44°时,应尽量采用筋材长度自下而上增大的方式来提高墙体抗震稳定性;(4)随着填土强度的增大,不同布筋方式时的屈服加速度系数均线性增大,其中当填土摩擦角增大70%时对应的屈服加速度系数平均增大约350%。 展开更多
关键词 加筋土挡墙 稳定性 极限分析 筋材 地震 屈服加速度系数
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高速铁路双线箱式路基结构大比例尺模型试验
9
作者 肖宏 陈盈盈 +3 位作者 郭帅杰 陈广生 迟义浩 徐爱民 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第11期4772-4783,共12页
作为一种新型路基结构,箱式路基尚未在工程中推广应用,现有研究多采用数值模拟与理论研究,缺少实测数据。为研究列车荷载作用下双线箱式路基承载特性与变形规律,设计了双线箱式路基结构大比例尺模型试验,在实验室内开展多种试验工况测试... 作为一种新型路基结构,箱式路基尚未在工程中推广应用,现有研究多采用数值模拟与理论研究,缺少实测数据。为研究列车荷载作用下双线箱式路基承载特性与变形规律,设计了双线箱式路基结构大比例尺模型试验,在实验室内开展多种试验工况测试,对试验数据进行分析。研究结果表明:综合各试验工况,列车荷载作用下,箱式路基顶板荷载作用处主要受压应力,两侧侧板受压;且相较于双侧荷载,单侧荷载作用下底板顶面中部应力较大,因此建议在结构设计时应单独进行检算。双线荷载作用在跨中时箱式路基应力值最大,为575.36 kPa,位置为箱式路基顶板底面,与现有研究结果相吻合。在双线荷载作用下,箱式路基受力及变形规律具有对称性;单线荷载作用在端部时箱式路基顶板应力分布不均匀性最大,此时路基面沉降值也最大,为0.56 mm,说明端部受力时箱式路基前后端结构缝处受力变形最不利;箱式路基结构对荷载分散性较好,列车荷载通过箱式路基侧板传至底板时会重新分布,在箱式路基结构底板接触范围内应力基本均匀,因此设计时可按均布应力考虑。箱式路基在偏载作用下发生不均匀沉降变形,在列车轴载的作用下可能会出现对地基的拍打,引发地基病害,因此建议在结构设计时要重点关注其与下部地基的接触关系,保证箱式路基与地基之间的变形协调。 展开更多
关键词 箱式路基 模型试验 承载特性 荷载传递 沉降变形
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循环动载作用下土工格栅筋土界面特性宏细观研究
10
作者 梁小勇 王迪 +3 位作者 靳静 温馨 杨广庆 邵明杰 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期182-192,共11页
为探究循环动载作用下土工格栅-砂土界面特性,通过土工格栅室内动载拉拔试验和离散元模拟,从宏细观角度对土工格栅-砂土界面开展研究。结果表明,循环动荷载频率和幅值水平均与土工格栅峰值拉拔力呈现正向相关性;动荷载频率和幅值较大时... 为探究循环动载作用下土工格栅-砂土界面特性,通过土工格栅室内动载拉拔试验和离散元模拟,从宏细观角度对土工格栅-砂土界面开展研究。结果表明,循环动荷载频率和幅值水平均与土工格栅峰值拉拔力呈现正向相关性;动荷载频率和幅值较大时筋土界面抗剪性能更强,界面摩擦角随荷载频率和幅值增大而逐渐增大,黏聚力与之相反,荷载频率从2 Hz增至6 Hz时界面摩擦角提升133.22%,黏聚力降低70.87%;循环动荷载幅值增大或频率减小会使砂土颗粒配位数显著增大,此时砂土内部颗粒运动也更剧烈,荷载频率为2 Hz时砂土配位数波峰与波谷的差值比6 Hz时大7倍;增大循环动荷载幅值可使砂土孔隙率明显减小,砂土颗粒的竖向位移也会得到更大限制。研究结论为进一步揭示土工格栅的加筋机理提供科学依据。 展开更多
关键词 土工格栅 加筋土结构 循环动荷载 拉拔试验 离散元法
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管桩-土工格室复合路基承载机理研究
11
作者 邓友生 董晨辉 +3 位作者 庄子颖 陈茁 吴阿龙 张宇凡 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第11期48-55,共8页
管桩具有良好的承载性能,为解决铁路路基沉降过大、基础承载力不足等问题,通过室内模型试验与有限元数值计算,研究管桩与土工格室协同作用下的路基承载性能,分析管桩-土工格室在静力荷载作用下桩身轴力、路基沉降、桩土应力比以及侧摩... 管桩具有良好的承载性能,为解决铁路路基沉降过大、基础承载力不足等问题,通过室内模型试验与有限元数值计算,研究管桩与土工格室协同作用下的路基承载性能,分析管桩-土工格室在静力荷载作用下桩身轴力、路基沉降、桩土应力比以及侧摩阻力的变化特点,并通过数值计算设置单一碎石垫层对照组,进一步分析土工格室与管桩作用效果。研究结果表明:管桩-土工格室复合路基在黄土地区有良好的承载性能;路基沉降的模型试验结果与数值计算结果有一定差别,但是变化趋势基本一致,说明模拟方法可行;中心桩相较于边桩分担更多的上部荷载,在300 kPa荷载作用下,中心桩的最大轴力约为边桩最大轴力的4倍;相较于单一碎石垫层,土工格室加筋碎石垫层工况下的路基沉降减小5.19%,四根桩由内到外桩土应力比分别提高13.36%,8.81%,3.54%,2.80%,说明土工格室可以有效减小路基沉降、调节桩土应力比;中心桩到边桩的负摩阻力区域逐渐增大,且随着荷载的增大,桩体中性点逐渐向上移动,最大负摩阻力也相应增大,说明适当加大荷载可以有效减小桩身产生负摩阻力的区域。 展开更多
关键词 铁路路基 管桩 土工格室 复合路基 承载性能 模型试验 数值分析
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基于时序InSAR与机器学习的岩溶地区铁路沿线形变监测及预测方法
12
作者 徐林荣 何元幸子 +3 位作者 邓志兴 肖源杰 李永威 陈昀灏 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期998-1014,共17页
岩溶塌陷灾害对线性工程稳定性和安全性的影响不容忽视,地表形变监测结果能直接反映灾害体的当前状态。为捕捉岩溶地区铁路既有线的沉降靶区并分析其形变特征,提出一种基于时序InSAR与机器学习结合的铁路沿线形变监测及预测方法。以京... 岩溶塌陷灾害对线性工程稳定性和安全性的影响不容忽视,地表形变监测结果能直接反映灾害体的当前状态。为捕捉岩溶地区铁路既有线的沉降靶区并分析其形变特征,提出一种基于时序InSAR与机器学习结合的铁路沿线形变监测及预测方法。以京广铁路广州段为研究对象,首先基于时序InSAR技术获取并分析铁路沿线2019—2023年地表形变,结合现场勘察对铁路沿线形变时空特征、特征点时序形变特征及靶区形变稳定性进行分析。其次,采用小波变换(wavelet transform,WT)算法对3处路基历史塌陷点时序形变进行降噪处理,再基于反向传播(back propagation,BP)、极限学习机(extreme learning machine,ELM)、长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)这3种经典的机器学习模型进行形变的预测分析,并利用最佳机器学习模型对其进行超前预测。研究结果表明:铁路沿线存在A、B两处沉降靶区,2021—2023年,区内沉降量逐年增大且沉降范围不断扩大,其累计沉降量峰值为-118.01 mm;路基历史塌陷处均位于年平均形变速率的漏斗中心或边缘,结合正态分布统计,区域A、B均于2021年达到最不稳定状态,通过预测分析得到WT-LSTM模型的预测效果最佳,在训练集和测试集上的拟合优度分别高于0.98、0.94,基于超前预测结果发现未来形变预测的时间约为1 a。研究成果可为岩溶地区铁路沿线沉降早期预防提供关键技术支撑。 展开更多
关键词 铁路 地表形变 时序InSAR 机器学习 时序预测
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高速铁路路桥过渡段可调高轨道结构性能研究
13
作者 陈晓斌 熊家坤 +2 位作者 李泰灃 金伟涛 吕鑫龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2407-2421,共15页
高速铁路路桥过渡段无砟轨道对路基结构变形的控制要求非常严格。为满足毫米级的线路平顺性要求并解决路基不均匀沉降问题,针对高铁路桥过渡段路基沉降特性,提出一种可调高轨道结构,即在轨道下预埋智能顶升设备,当路基发生沉降后通过对... 高速铁路路桥过渡段无砟轨道对路基结构变形的控制要求非常严格。为满足毫米级的线路平顺性要求并解决路基不均匀沉降问题,针对高铁路桥过渡段路基沉降特性,提出一种可调高轨道结构,即在轨道下预埋智能顶升设备,当路基发生沉降后通过对轨道精准顶升使其恢复至设计高程。首先使用智能顶升设备对一段足尺无砟轨道模型进行顶升试验,探究在不同沉降类型下顶升对轨道受力状态和整体工作性能的影响;接着采用ABAQUS有限元软件建立列车—轨道—可调高轨道结构有限元模型,探究沉降在治理前后对高速列车行车的影响。顶升模型实验发现:轨道未出现离缝,且同一位置处轨道板和底座板应变值的一致性表明顶升过程中轨道整体性能稳定,验证了顶升设备的安全性;在不同沉降工况下,轨道板应变峰值集中在轨道中心线,并随沉降幅值增加而增大。仿真分析表明:路基不均匀沉降严重影响列车行驶的安全性和平稳性,造成多项动力学性能指标超限;通过可调高轨道结构对路基进行沉降治理,有效改善了沉降带来的负面影响,恢复列车动力学性能至接近无沉降状态,验证可调高轨道结构解决高铁过渡段路基不均匀沉降问题的有效性。研究成果为高铁过渡段路基不均匀沉降整治提供了有效的解决方案,以期将过渡段路基从严格的工后沉降5 mm控制指标调整回归至平稳性的基本要求。 展开更多
关键词 高速铁路 路基不均匀沉降 路基沉降治理 模型试验 有限元分析
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基于关系型数据库的高铁路基监测案例库设计 被引量：3
14
作者 朱丹 蒋关鲁 +3 位作者 黄德贵 刘乙甫 饶千竺 李建国 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期50-56,共7页
随着中国高铁事业的发展,以往科学研究和工程实践积累了大量的现场监测试验数据,但由于当时数据管理技术落后,试验数据在项目结束后多被“束之高阁”,科研价值得不到充分实现。随着计算机技术的不断进步,变形监测系统逐渐成为研究热点,... 随着中国高铁事业的发展,以往科学研究和工程实践积累了大量的现场监测试验数据,但由于当时数据管理技术落后,试验数据在项目结束后多被“束之高阁”,科研价值得不到充分实现。随着计算机技术的不断进步,变形监测系统逐渐成为研究热点,但目前大多数系统的研究更侧重于自动监测技术的实现和可视化模型的展示,忽略底层数据库的设计。针对上述问题,以云桂高铁路基现场监测试验为例,基于E-R概念模型,分析整理相关工程信息与试验数据,梳理得到相应的关系模式,据此完成了历史案例数据库表结构设计,优化了数据管理方式。对数据进行规范化处理后,将其批量装载至基于MySQL5.7的数据库管理系统,建立云桂高铁路基监测试验历史案例数据库,从而实现数据的一体化管理和基于用户角色的权限管理。可在保障数据库数据安全、可靠的基础上,根据用户需求便捷、高效地展示数据。基于上述案例数据库建立相应的数据展示系统,能清晰、直观地展示云桂高铁路基监测试验的逻辑和组织结构,方便后续相关人员了解项目信息,以便进行深入剖析,从而达到数据重用的目的。 展开更多
关键词 高速铁路 铁路路基 监测试验 数据管理 数据库设计 E-R模型 数据重用
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基于图神经网络的路基工程边坡防护方案智能决策 被引量：2
15
作者 向子南 谢浩 +1 位作者 姚洪锡 钟晶 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期91-96,129,共7页
随着数字化改革深入推进与智能化水平不断提高,传统依赖专家经验和历史案例的设计模式正逐步被数据驱动方法所取代。在当前路基工程边坡防护方案设计中,决策主要基于专家经验和历史案例,缺乏相应知识转化机制。如何从大量设计案例中提... 随着数字化改革深入推进与智能化水平不断提高,传统依赖专家经验和历史案例的设计模式正逐步被数据驱动方法所取代。在当前路基工程边坡防护方案设计中,决策主要基于专家经验和历史案例,缺乏相应知识转化机制。如何从大量设计案例中提取并转化知识成为关键问题。针对路基工程边坡防护设计方案的数据特点,提出基于图神经网络的智能决策技术。首先,通过调研大量成熟设计案例,收集和清洗路基设计领域中边坡防护方案数据,并根据专家经验对数据进行规范化处理;其次,结合专家知识构建图本体图神经网络(GNN)对设计数据集进行训练,并验证神经网络对设计结果的预测效果;最后,利用互信息分析图神经网络模型决策过程中的影响因素,并结合实际设计经验揭示其决策逻辑和效果。试验结果表明:(1)GNN在整体路基边坡防护方案数据集中预测准确率达到76.3%,其中常用防护方案准确率可达86.6%;(2)采用互信息算法分析神经网络权重,并结合实际经验进行相关性分析,深入解释决策逻辑,为理解具体设计逻辑提供新视角。本研究可为后续路基工程边坡防护方案智能化设计和决策过程提供重要方法和理论支持。 展开更多
关键词 路基工程 边坡防护方案 图神经网络 智能决策 路基设计 可解释性
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基于经验约束神经网络的高速铁路路基累积变形预测研究 被引量：1
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作者 邓志兴 徐林荣 +2 位作者 李永威 王武斌 苏谦 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期469-484,共16页
掌握高速铁路路基变形发展对变形病害的控制与运营管理意义重大。目前,机器学习方法被广泛应用于累积变形预测,而传统机器学习路基累积变形预测模型存在时间分布外泛化性差的弊端。因此,提出一种基于经验约束神经网络(ECNN)的高速铁路... 掌握高速铁路路基变形发展对变形病害的控制与运营管理意义重大。目前,机器学习方法被广泛应用于累积变形预测,而传统机器学习路基累积变形预测模型存在时间分布外泛化性差的弊端。因此,提出一种基于经验约束神经网络(ECNN)的高速铁路路基累积变形预测方法。首先,基于工程现场或室内试验数据构建路基累积变形预测数据集,并划分为训练集和测试集;其次,基于训练集建立神经网络模型,综合测试集上的预测精度与误差、预测不确定性2个层次结果,确定最优神经网络预测模型;最后,利用最优神经网络模型驱动路基累积变形的数据信息,并以损失函数修正的方式嵌入累积塑性应变关系曲线(经验信息),实现对最优神经网络模型参数和损失函数的约束,完成ECNN模型构建。案例分析表明:双向门控循环单元(Bi-GRU)模型为最优的神经网络预测模型,拟合优度R~2达到0.972 59,扩展不确定性U_(95)和标准化平均差f_(smd)仅为0.015 6、0.181 09;相较于Bi-GRU模型,ECNN模型在预测精度与误差、预测不确定性2个层次均更优,表明考虑经验信息约束的ECNN模型具备更强的预测性能;ECNN模型相较于Bi-GRU模型具有优异的时间分布外泛化性能,当训练集覆盖的时间跨度较小时,可有效提高累积变形的预测精度。研究成果可为高速铁路路基累积变形预测提供新参考。 展开更多
关键词 高速铁路 累积变形预测 经验约束神经网络 神经网络 累积塑性应变关系
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基于ML-不确定性理论的路基全断面压实度评估方法 被引量：1
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作者 郝哲睿 陈晓斌 +4 位作者 肖宪普 闫宏业 李泰灃 尧俊凯 谢康 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期649-663,共15页
为实现高速铁路路基压实质量快速可靠的评价,基于不确定性理论提出路基全断面压实度的评估方法。首先,建立预测最大干密度ρ_(dmax)的PSO-BPNN-AdaBoost(PBA)模型,通过填料的料源参数(d_(max)、b、m、EI、LAA、W_(ac)和W_(af))快速准确... 为实现高速铁路路基压实质量快速可靠的评价,基于不确定性理论提出路基全断面压实度的评估方法。首先,建立预测最大干密度ρ_(dmax)的PSO-BPNN-AdaBoost(PBA)模型,通过填料的料源参数(d_(max)、b、m、EI、LAA、W_(ac)和W_(af))快速准确地获得ρ_(dmax);其次,引入Bootstrap算法修正PBA模型,通过区间形式量化ρ_(dmax)预测过程中误差引起的不确定性;最后,开展现场试坑试验,获取现场填料的实测干密度ρ_d和料源参数,并基于克里金插值(Kriging)算法获得路基试验段全断面的ρ_d和料源参数分布,进一步通过计算得到路基全断面压实度区间评估结果。结合现场试验,将全断面压实度区间评估方法应用于西南地区某站场路基施工最优摊铺厚度的确定,克服传统填料填筑碾压质量评价中仅依赖随机点干密度测试结果作为评价标准的局限性。结果表明,ρ_(dmax)预测中的不确定性包括认知不确定性和随机不确定性,计算认知误差和随机误差的方差可以获得预测总误差的方差,从而实现ρ_(dmax)预测过程中不确定性的量化。选取置信度95%对应的参数构建填料ρ_(dmax)预测区间,此时预测区间覆盖率(Prediction Interval Coverage Probability,P_i)、平均预测区间宽度(Mean Prediction Interval Width,M_p)和覆盖宽度综合指标(Coverage Width-based Criterion,C_w)分别为100%、0.469 0 g/cm和0.469 0 g/cm~3,且预测区间可较好地覆盖填料ρ_(dmax)实测曲线。在现场碾压过程中,选取填料摊铺厚度为40~50 cm,可使路基结构压实质量达到较好的状态。研究成果提高了基于机器学习评估路基压实度结果的可靠性,并对高铁路基的压实施工提供理论指导。 展开更多
关键词 高速铁路路基 级配碎石 振动压实 机器学习 不确定性理论 质量控制
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地下水位对跨地裂缝带路基动力响应影响的模型试验研究 被引量：1
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作者 付吉攀 黄强兵 +1 位作者 曾健峰 解庆禹 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期744-757,共14页
为了探究地下水位差异变动条件下跨地裂缝带高铁路基的动力响应规律,本文采用几何比尺为1︰20的物理模型试验,研究了实际地裂缝场地无地下水位、上下盘水位差为5 m、15 m等3种不同工况高铁列车荷载作用下路基的土压力、加速度以及位移... 为了探究地下水位差异变动条件下跨地裂缝带高铁路基的动力响应规律,本文采用几何比尺为1︰20的物理模型试验,研究了实际地裂缝场地无地下水位、上下盘水位差为5 m、15 m等3种不同工况高铁列车荷载作用下路基的土压力、加速度以及位移的动态响应规律。结果表明:路基内的动位移、加速度和动应力均表现为随地下水位差的增大响应加剧,上盘响应高于下盘;水位差的增大加剧了地裂缝带处的差异现象即地裂缝附近处路堤上下盘差异沉降值增加180%,地基表层差异沉降值增加31%;地裂缝上、下盘路基中加速度沿深度方向衰减84.5%~87.8%,动应力衰减85.3%~96.3%,但其衰减受地下水位变动影响较小;动应力的影响深度随水位差增大而增大,上盘动应力影响深度小于下盘,实际工程建设中路基的动应力影响临界深度大于14.6 m;基于有效振速法,当列车速度≤250 km·h^(-1)时不同水位差下地裂缝场地路基短期动力稳定性良好,但其上盘动力稳定性低于下盘,且随水位差增大路基稳定性降低。研究成果为跨地裂缝软弱带高速铁路路基动力响应理论解析与病害防治提供科学依据与指导。 展开更多
关键词 高铁路基 地裂缝场地 地下水位 模型试验 动力响应
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考虑初始含水率非均匀分布及孔隙水重分布的边坡可靠度分析 被引量：1
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作者 元志镕 蒋水华 +3 位作者 常志璐 向晖 刘玉伟 黄劲松 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期1001-1012,共12页
建立合理的降雨入渗分析模型是分析降雨诱发边坡失稳机制及防控滑坡灾害的重要前提。目前Richards方程数值解和Green-Ampt模型常用于边坡降雨入渗分析,然而Richards方程数值解易出现计算不收敛问题,Green-Ampt模型计算精度较低,不能考... 建立合理的降雨入渗分析模型是分析降雨诱发边坡失稳机制及防控滑坡灾害的重要前提。目前Richards方程数值解和Green-Ampt模型常用于边坡降雨入渗分析,然而Richards方程数值解易出现计算不收敛问题,Green-Ampt模型计算精度较低,不能考虑初始含水率非均匀分布和孔隙水重分布过程。在传统Green-Ampt模型基础上,将边坡地层沿深度方向离散为多个空间微元,将降雨事件离散为多个小时段,进而提出边坡降雨入渗分析的时空逼近法,阐明降雨入渗下非均质无限长边坡渗流、稳定及可靠度演化规律。结果表明:与Richards方程数值解相比,提出的时空逼近法是一种计算稳定且精度较高的降雨入渗分析方法,不存在计算不收敛问题。此外,如果不考虑孔隙水重分布过程会低估边坡失效概率和错误估计最危险滑面位置。研究结果可为复杂边坡降雨入渗分析及降雨型浅层滑坡灾害防控提供理论支撑。 展开更多
关键词 边坡可靠度分析 空间变异性 降雨入渗分析 初始含水率 孔隙水重分布
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粉土剪切应力-位移关系曲线峰值后区特性试验研究
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作者 王亮亮 田建胜 +4 位作者 朱前龙 杨默涵 马超智 柳志军 刘泽 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期146-152,共7页
剪切应力-位移关系峰值后区发展特性是复活型滑坡和季节性滑坡剪切带强度参数合理选择与坡体稳定处治的关键问题。以江苏新沂地区粉土为研究对象,制备不同初始密实、湿度状态的土体试样,通过大变形剪切试验研究初始压实系数、含水率、... 剪切应力-位移关系峰值后区发展特性是复活型滑坡和季节性滑坡剪切带强度参数合理选择与坡体稳定处治的关键问题。以江苏新沂地区粉土为研究对象,制备不同初始密实、湿度状态的土体试样,通过大变形剪切试验研究初始压实系数、含水率、法向约束荷载对粉土剪切应力-位移关系曲线峰值后区形态的影响规律。结果表明:低法向约束荷载条件下(25、50 kPa),粉土剪切峰值后区存在“二次硬化”现象,且“二次硬化”趋势随压实系数增加而增强,随初始含水率增加而减弱;“二次硬化”阶段内粉土摩擦角由残余强度阶段的3.4°增长至4.35°,黏聚力由残余强度阶段的2.643 kPa提升至8.135 kPa。 展开更多
关键词 粉土 剪切应力-位移关系 二次硬化现象 抗剪强度
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