换一批
项目年度编号
1200370176
中图分类号
U416.168
成果公布年份
2012
成果简介
课题组结合青藏铁路、哈尔滨至齐齐哈尔高速铁路等国家重点工程建设，在永久冻土和季节冻土地区进行了大量的现场测试。针对冻土地区路基冻胀、融沉、坍塌失稳等影响铁路运营安全的技术难题，展开理论分析、试验和仿真研究，在冻土路基温度场变化规律、冻胀融沉变形机理、冻土路基稳定性与变形控制方法、抗冻胀填料特性与质量检测等方面取得了突破。为冻土路基经济合理的设计、施工提供了科学依据，为铁路、公路运营安全提供了有力保障。1．首次提出了永久冻土地区路堤“非对称主动防护”、合理路堤高度的设计原则。大大提高了路基稳定性防护效果，降低了防护造价。课题组对永久冻土地区的路堤进行了长期观测，证明路基温度场沿横向不均匀分布是造成路基沉降和纵向裂缝的主要原因；路堤的合理高度应采用其最小极限高度；对路堤采用“非对称主动防护”的措施进行防护，可节省大约一半的防护工程造价。2.提出了一种基于实测附面层底温度并归整化的边界条件。利用焓函数解决相变能量突变问题，建立并验证了仿真计算模型。再现了护道对永久冻土路基的负面作用大于正面作用；预测了永久冻土路基在全球气候变暖的影响下未来数十年的温度场演化，以及路基病害发展趋势。仿真计算表明：护道对永久冻土路基的负面作用大于正面作用，应减少乃至取消护道；随着全球气候变暖，没有防护措施的路基长期稳定性差；应该提前采取措施，保护冻土。3.提出了考虑级配、含水量、击实功、振动频率的粗粒土填料的最佳击实方法和实验仪器设计参数，填补了铁路粗粒土击实和检测规程的空白，参编了《铁路工程土工试验规程(局部修订)》-击实试验；扩大了抗冻胀填料中细粒土的容许最大掺量，既保证了抗冻胀效果又提高了填筑施工质量。4.为了保证永久冻土地区斜坡湿地路基的稳定，最先提出了取消挡土埝的设计原则，大大节省了工程造价；证明了“基底片石垫层”对提高斜坡湿地路基稳定性效果最好。研究发现挡土埝的隔水板施工难度大，隔水效果差；挡土埝和路基之间存在排水不畅的隐患，取消冻土埝的原则推广应用后节约了大量投资。5.掌握了深季节冻土区路基温度场和冻胀融沉变化规律，为路基冻胀融沉病害的预防和治理提供了科学依据。6. 试验证明了在高寒、高海拔、高紫外线地区采用柔性支挡结构加固防护路基是可行的。该成果综合性实用性强，近十年来在冻土地区路基建设中推广应用，效果显著。中铁十二局在管段内采用了“非对称主动防护”措施，每公里路基节省投资147万元；青藏公司采用该技术，将沿线420公里挡土埝全部取消，每公里路基节省投资300万元，经济效益显著。这些综合技术的采用，减少了路基变形、坍塌等病害，改善了路基的长期稳定性，具有巨大的社会、经济效益。项目申请专利2项，发表论文13篇，SCI、EI检索3篇。培养博士硕士研究生5名。通过了科技厅专家组鉴定，在永久冻土地区路基设计原则和防护技术方面达到国际领先水平。
完成单位
石家庄铁道大学
完成人
学术成果认领
- 浏览0
- 被引0
- 下载0
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文
