重载铁路路基稳定性评价与病害控制技术

该项目属于重载铁路路基稳定性与病害控制技术研究。

该项目针对神华巴准重载铁路沿线存在较多填筑高度达20m-25m以上高路堤、开挖深度达14m-20m以上深路堑与地下水深路堑，加之不少路段路基的长期稳定性又倍受沙漠风场环境影响，致使其成为严重影响铁路安全施工与工后正常运行的重要因素。

对此，课题组开展了大量的室内和现场试验，为振动研究理论的建立和病害控制技术的提出提供可靠的原始数据。此外，由于神华巴准重载铁路修建于中国西北丘陵山区，受到风沙影响显著，为有效解决沙漠风场环境路基长期运行稳定性问题，提出合理病害控制技术方案，课题组同时还进行了有关沙漠环境路基的相关实验研究。

该项目在以下七方面开展了大量、扎实、系统的研究工作： 1. 重载列车行驶振动荷载模拟与路基振动反应分析 2. 重载列车荷载下高路堤路基稳定性评价与病害控制技术 3. 重载列车荷载下深路堑路基稳定性评价与病害控制技术 4. 重载列车荷载下地下水深路堑路基稳定性评价与病害控制技术 5. 重载铁路路基填料静动力性能试验与本构模型 6. 重载行驶轨枕-道床-路基振动反应现场监测 7. 重载铁路沙漠环境路基抗风蚀性能与风沙防护技术

并取得以下研究结论：

1. 针对重载铁路路基填料静动力学性能试验，合理确定输入轴向振动荷载，研究路基填料静动力学参数及主要影响因素，建立填料的动力本构关系与沉降预测模型，提出以塑性变形极限状态为参考的路基稳定性评价方法。针对关注的重载列车行驶振动荷载模拟途径，考虑列车-轨道-路基一场地动力体系的动力、耦合、时变三大特性，建立用于模拟重载列车行驶振动荷载的列车-轨道耦合动力体系分析模型与相应的计算程序。

2. 针对重载列车行驶强大荷载振动作用下高路堤、深路堑、地下水深路堑路基稳定性评价与病害控制技术，考虑特殊土-地下水-列车荷载耦合作用，进行了行车振动反应、长期沉降特征、路基损伤特性分析，提出土壤结构剂固化加固路基的成套技术，加强路基强度与密实性，提高路基稳定性。

3. 针对沙漠风场环境路基病害控制技术，提出了一种对路基变形空问全方位约束的土体加固方法——聚丙烯纤维加固风沙路基土，突破了对路基土体加固只能约束侧向变形，而控制不了竖向变形的现状，通过结构剂与纤维一并使用，能够显著提高风沙路基结构强度、抗振性、抗风蚀性与耐久性。

在该项目的实施过程中取得以下原创性的研究成果：

1. 撰写项目研究的《结题报告》，包括项目的研究历程、果的详细报告，以及以图或表形式给出的各种试验实测结果、技术方案与各项研究成现场照片等。

2. 申请国家发明专利5项。

3. 发表相关学术论文18篇，其中SCI/EI收录8篇。

该项目属于重载铁路路基稳定性与病害控制技术研究。该项目针对神华巴准重载铁路沿线存在较多填筑高度达20m-25m以上高路堤、开挖深度达14m-20m以上深路堑与地下水深路堑，加之不少路段路基的长期稳定性又倍受沙漠风场环境影响，致使其成为严重影响铁路安全施工与工后正常运行的重要因素。对此，课题组开展了大量的室内和现场试验，为振动研究理论的建立和病害控制技术的提出提供可靠的原始数据。此外，由于神华巴准重载铁路修建于中国西北丘陵山区，受到风沙影响显著，为有效解决沙漠风场环境路基长期运行稳定性问题，提出合理病害控制技术方案，课题组同时还进行了有关沙漠环境路基的相关实验研究。该项目在重载列车行驶振动荷载模拟与路基振动反应分析、重载列车荷载下高路堤路基稳定性评价与病害控制技术、重载列车荷载下深路堑路基稳定性评价与病害控制技术、重载列车荷载下地下水深路堑路基稳定性评价与病害控制技术、重载铁路路基填料静动力性能试验与本构模型、重载行驶轨枕-道床-路基振动反应现场监测以及重载铁路沙漠环境路基抗风蚀性能与风沙防护技术等七方面开展了大量、扎实、系统的研究工作。并取得以下研究结论： (1)针对重载铁路路基填料静动力学性能试验，合理确定输入轴向振动荷载，研究路基填料静动力学参数及主要影响因素，建立填料的动力本构关系与沉降预测模型，提出以塑性变形极限状态为参考的路基稳定性评价方法。针对关注的重载列车行驶振动荷载模拟途径，考虑列车-轨道-路基一场地动力体系的动力、耦合、时变三大特性，建立用于模拟重载列车行驶振动荷载的列车-轨道耦合动力体系分析模型与相应的计算程序。 (2)针对重载列车行驶强大荷载振动作用下高路堤、深路堑、地下水深路堑路基稳定性评价与病害控制技术，考虑特殊土-地下水-列车荷载耦合作用，进行了行车振动反应、长期沉降特征、路基损伤特性分析，提出土壤结构剂固化加固路基的成套技术，加强路基强度与密实性，提高路基稳定性。 (3)针对沙漠风场环境路基病害控制技术，提出了一种对路基变形空问全方位约束的土体加固方法-聚丙烯纤维加固风沙路基土，突破了对路基土体加固只能约束侧向变形，而控制不了竖向变形的现状，通过结构剂与纤维一并使用，能够显著提高风沙路基结构强度、抗振性、抗风蚀性与耐久性。 在该项目的实施过程中取得以下原创性的研究成果： (1)撰写项目研究的《结题报告》，包括项目的研究历程、果的详细报告，以及以图或表形式给出的各种试验实测结果技术方案与各项研究成现场照片等。 (2)申请国家发明专利5项。 (3)发表相关学术论文18篇，其中SCI/EI收录8篇。