特稿

• 新建高速铁路与既有线并行区段精细化选线

  杨书生;高岩;朱蔡亦伊;邹凯;刘托;何庆;

  在用地紧张、拆迁成本高昂的城区，当新建铁路与既有铁路共用车站和走廊带时，会极大地增加线路设计的难度。针对这一问题，本文提出了一种在人工线路方案的基础上进行铁路线路精细优化设计的方法。通过改进现有动态规划算法，对线路平、纵断面的线形参数进行精细化调整，以线路工程总造价为目标函数，在特定的约束、搜索范围和精度等条件下获取全局最优解，并将提出的线形优化模型框架应用在山东省某高速铁路项目路段。结果表明，该优化方法能够有效地优化铁路设计线形参数，使得房屋拆迁面积和新建线路与既有线间用地面积分别降低了4.61%、3.39%，节省了2.75%的工程总造价。

  2024年03期 v.64;No.601 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K]
  

• 基于足尺节段模型的正交异性钢桥面疲劳性能

  汪金辉;程菊科;蒋欣;谢瑛;

  为了研究正交异性钢桥面的疲劳性能，根据新结构细部焊接工艺的研究成果和合理的结构参数，设计了足尺节段疲劳试验模型，通过足尺模型试验确定不同焊接工艺下各疲劳易损细节的实际疲劳抗力。铺装层作为钢桥面板之上的行车功能层，直接承担车辆轮载。分别设计了树脂沥青铺装和浇注式沥青铺装两种铺装结构，进行武汉市江汉七桥铺装层与正交异性钢桥面板协同受力体系的模型试验，并考虑温度的影响。研究结果表明：有铺装层的钢桥面板U肋与顶板构造细节，由于铺装层与钢桥面板的协同作用，其应力幅值相较于无铺装层时显著降低；该应力幅值随着铺装层温度的升高而增大。

  2024年03期 v.64;No.601 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K]
  

• 极限轨面折角条件下高速铁路路桥过渡段动力特性

  李泰灃;孙庆华;陈曦;王李阳;刘振宇;刘宗祺;崔柳生;

  为了探究路桥过渡段在高速行车条件下的动力特性，建立传统型、搭板型和桩板型三种形式路桥过渡段的三维有限元模型，研究1‰极限轨面折角以及350、400 km/h两种车速条件下三种路桥过渡段的动力响应。结果表明：1‰极限轨面折角条件下，车速由350 km/h提高为400 km/h时，三种路桥过渡段的路基表面竖向动变形和竖向加速度都有所增大，但均未超过现行350 km/h车速时的规范限值，现行过渡段设计要求对传统型、搭板型和桩板型三种路桥过渡段仍适用于车速400 km/h条件；搭板型路桥过渡段的竖向动变形、加速度最值分别为0.10 mm、0.50 m/s2，均小于各自限值，且可通过搭板减小路桥交界处差异沉降，并降低施工难度和工程造价；综合考虑路基动力响应要求、对差异沉降的控制效果、施工难度以及经济性，三种路桥过渡段中搭板型路桥过渡段综合性能较优。。

  2024年03期 v.64;No.601 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
  

线路与养护维修

• 大跨度拱桥无砟轨道线形控制及调整技术

  王胜杰;左家强;谢远超;周岳武;万明;张大付;

  一座跨越通航河流的主跨180 m铁路连续梁拱桥，由于锁定轨枕标高后再浇筑道床板、后浇部分三墙工程，以及底座板施工后梁面CPⅢ测点未复测，使得最终轨面线形低于设计值。为解决揭板重新铺设轨道费用高、产生废弃工程、污染环境、整治施工工期较长等问题，提出一种通过调整吊杆内力来调整轨面线形的方法，这种方法弥补了重铺轨道的缺点。该方法技术难度大，实施中结合现场实际情况，精确计算桥梁梁体线形与吊杆力的线性关系，对结构的受力进行分析，并利用磁通量传感器、千斤顶等设备开展现场监测和控制，在保证结构安全的基础上实现对轨面线形的精确调控。

  2024年03期 v.64;No.601 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
  

• 基于5G毫米波的高速动车组运行品质轨旁动态监测系统设备研制

  李旭伟;袁逸畅;凌烈鹏;薛峰;柴雪松;田德柱;

  为了更好地监测高速动车组车轮多边形磨耗，保障运行品质，针对高速动车组轮对状态地面式动态检测需求，设计开发了一种基于5G毫米波的高速动车组运行品质轨旁动态监测系统设备并给出了整体安装方案。该设备主要由不打孔剪力传感器和结构-耦合二维垫板传感器构成的力学测试平台、5G毫米波无线数据采集模块、5G毫米波基站、图像车号相机、边缘计算设备箱、太阳能供电装置等组成。在测量原理上，该设备采用全连续的“剪力+支撑力”复合测区轮轨垂向力测量方法；在感知部件结构设计上，充分考虑高速铁路主型扣件的结构特点，研制开发了结构-耦合测力传感器；在轮轨力信号拾取及传输上，设计了低功耗、小型化分布式数据采集模块，并集成5G毫米波技术，实现低时延、高可靠、大带宽数据传输。

  2024年03期 v.64;No.601 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 3552K]
  

• 高速铁路无砟轨道小阻力扣件钢轨纵向阻力现场测试方法

  李彦山;吴玥;肖俊恒;张欢;李子睿;王袁硕;

  为了满足钢轨纵向阻力现场测试需求，提出了一种现场长钢轨无损测试扣件钢轨纵向阻力的方法，设计了测试装置，并给出了测试流程。选取哈齐高铁（哈尔滨—齐齐哈尔）和大西高铁（大同—西安）两条典型无砟轨道线路，在大跨度连续梁上进行小阻力扣件钢轨纵向阻力现场测试。该装置采用固定钢轨拉动扣件的方式，具有结构轻便、操作简单、精度高、稳定性好等优点。现场测试结果表明：由于现场钢轨普遍锈蚀严重，导致实测钢轨纵向阻力远超设计值，即便更换新的不锈钢复合垫板或其他非金属材料减摩垫板，仍无法解决现场小阻力扣件钢轨纵向阻力过大的问题。

  2024年03期 v.64;No.601 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
  

• 市域铁路无砟轨道WJ-15型有挡肩扣件设计

  王敏;曹建伟;李子睿;朱煜;石柱;

  基于市域铁路工程特点，研发了无砟轨道地段用WJ-15型扣件。该扣件采用有挡肩、弹性不分开式结构，弹性垫板静刚度设计值为（25±5） kN/mm，钢轨左右调整量为-10～+10 mm，钢轨高低调整量为-4～+26 mm。室内试验结果表明：该扣件弹性垫板静刚度、动静刚度比、疲劳后静刚度变化率均满足设计及规范要求；扣件组装疲劳试验后，轨距变化率、组装静刚度变化率以及钢轨纵向阻力、套管抗拔力、绝缘电阻均满足规范要求；标准组装状态下弹条固有频率大于800 Hz，发生共振断裂的风险较小。采用该扣件铺设试验段后开展了实车试验，结果表明，列车以40～210 km/h不同速度级通过时，列车安全性参数及轨道结构稳定性参数均满足规范要求，扣件结构稳定可靠。

  2024年03期 v.64;No.601 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1167K]
  

• 城轨14号道岔轨道刚度规律及低动力设计

  李智恒;周华龙;徐井芒;周昌盛;

  为研究侧向过岔速度更高的国产14号无砟道岔轨道刚度分布规律，基于有限元理论，建立城轨14号道岔轨道刚度计算模型，模型中充分考虑轨下胶垫、板下胶垫、钢轨类型、滑床台等部件的影响，重点分析了14号道岔整体刚度纵向分布的变化规律，并针对轨道刚度分布不均匀进行了低动力设计。结果表明：城轨14号单开道岔轨道竖向刚度沿线路纵向不均匀分布，其中连接部分刚度最小，转辙器部分刚度最大值为连接部分的1.5倍，辙叉部分刚度最大值为连接部分的2.0倍；通过低动力设计，钢轨整体刚度纵向变化率最大值从207.4%降至121.6%，钢轨挠度变化率全部降至0.3 mm/m以内，能够满足城轨14号道岔的运输组织要求。

  2024年03期 v.64;No.601 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K]
  

• 中等减振梯形轨枕轨道结构关键设计参数

  黄国庆;孙魁;陈虹兵;刘文武;冯青松;

  为研究中等减振梯形轨枕轨道的动力学特性，采用直接刚度法建立了车辆-梯形轨枕轨道-隧道垂向耦合动力学模型，分析了减振垫垂向静刚度和梯形轨枕厚度对钢轨、轨枕和隧道动力响应的影响。结果表明：当减振垫静刚度在15～30 kN/mm时，减振效果均达到了中等减振要求，梯形轨枕减振垫的垂向静刚度可以根据环境敏感点的具体振动超标量进行选取；与普通整体道床相比，当梯形轨枕的板中减振垫垂向静刚度为25 kN/mm时，梯形轨枕在40 Hz以上的频率范围具有较好的减振效果；增加梯形轨枕厚度可以降低钢轨和轨枕的垂向位移，并通过增加参振质量的方式提高减振性能；当梯形轨枕厚度从0.15 m增至0.35 m时，钢轨垂向位移、轨枕垂向位移和隧道垂向加速度减小幅度达7.73%、和6.82%和18.18%；中等减振梯形轨枕轨道与普通整体道床衔接时，需要在梯形轨枕铺设段设置3块5.8 m过渡梯形轨枕，过渡梯形轨枕的减振垫静刚度应优先按照三级刚度过渡方案进行选取。

  2024年03期 v.64;No.601 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
  

• 基于改进YOLOv7的钢轨螺孔伤损检测方法

  许贵阳;付伟;张玉华;白堂博;

  针对目前钢轨螺孔伤损识别过程中算法的检测精度较低、检测时间长、参数量大、计算资源占用高等问题，提出一种基于YOLOv7网络的改进算法模型。通过建立B显图像数据集，统计分析螺孔B显图像中待检测目标的面积大小、宽高比和占比情况，对YOLOv7网络进行改进，包括改进目标检测层、引入轻量级卷积、增加坐标注意力机制、优化损失函数，降低了改进算法的参数量和计算量，提高了网络的识别能力和检测速度。为评估该改进方法的有效性，进行了消融试验，并与Faster R-CNN(Regionbased Convolutional Neural Networks)、YOLOv3及YOLOv5算法进行了对比测试。结果表明，提出的改进YOLOv7算法综合表现优于其他算法，具有更高均值平均精度和更小的错检率，最终算法的均值平均精度为97%，参数量为18.0×106，计算量为58.1×109，检测时间为7.4 ms，能够较好地应用于钢轨螺孔伤损检测场景。

  2024年03期 v.64;No.601 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
  

桥梁与结构工程

• 沉井-砂土界面特性及侧摩阻力分布特性试验研究

  朱俊涛;陈富翔;李德杰;曾旭涛;肖靖;

  沉井侧摩阻力是桥梁工程中的重点关注问题。为研究沉井-砂土界面特性，使用大型直剪仪对不同法向应力及含水率条件下的砂土进行界面剪切试验，并开展模型试验，研究不同类型的砂土、有无台阶以及不同施工工艺条件下沉井下沉过程中的侧摩阻力分布特性。结果表明：剪切位移较小时，沉井-砂土界面剪应力随剪切位移的增加而增加，当剪切位移达到某一临界值后，剪应力趋于稳定；界面抗剪强度随含水率的增加而小幅减小，界面抗剪强度参数以内摩擦角为主，黏聚力较小，界面水敏性较低；沉井下沉过程中，侧壁土压力-入土深度曲线在沉井刃脚位置发生“内拐”，即侧壁土压力在刃脚发生应力松弛，应力松弛的程度与下沉深度正相关，且随砂土粒径的增加有所降低；与无台阶沉井相比，台阶型沉井的侧壁土压力明显降低，在沉井上增设台阶可有效降低沉井的下沉难度；台阶型沉井与侧壁土体之间灌砂会导致沉井侧壁土压力小幅增加，对沉井的下沉难度影响不大。

  2024年03期 v.64;No.601 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2740K]
  

• 基于多源传感数据的千米级公铁两用桥梁线形自动化监测技术

  徐伟昌;谭社会;杨兴旺;李宁;时瑾;

  线形监测是保障大跨度公铁两用桥梁安全运营的有效措施。基于大地测量的桥梁变形监测周期长、工作量大，受监测频次限制难以实时监测。鉴于此，本文提出了一种以GNSS(Global Navigation Satellite System)为核心的多源传感数据的桥梁线形自动化监测技术，并应用于千米级跨度的沪苏通公铁两用长江大桥。结果表明监测方案合理可行，精度可达到厘米级（水平±15 mm，高程±30 mm），具有全天候实时监测的优点，可实现瞬时极值监测及报警，为日常养护提供技术支持。

  2024年03期 v.64;No.601 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1764K]
  

• 线路级铁路桥梁三维设计交底快速实现方法

  宋树峰;李晓波;范登科;彭建东;

  针对线路级铁路桥梁三维设计交底现有实现方法存在时间人力成本高、模型兼容性差、设计信息缺失等问题，本文提出一种三维设计交底快速实现方法。首先创建与桥梁设计系统相关联的固定数据结构设计表单，通过解析表单快速获取桥梁设计数据；然后基于AnyCAD定义参数化构件单元，搭建参数化构件库，通过建立构件与设计参数之间的映射匹配关系，实现自动批量参数化建模；提出构件定位参数计算方法，实现模型沿线位自动定位装配；模型成果与GIS(Geographic Information System)平台兼容性较好且自动修正坐标系转换误差，实现自动批量导入。结果表明，在实际工程中，采用该方法后模型构建效率可达每人150 km/d，且桥梁数字模型与设计参数一一绑定，能为线路级铁路桥梁三维设计交底提供了高效解决方案。

  2024年03期 v.64;No.601 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2232K]
  

• 高压喷射注浆桥梁纠偏影响因素显著性分析

  何新辉;

  采用高压喷射注浆联合应力释放的方法，对已偏移桥梁墩台进行纠偏是一项切实可行的技术措施。为提高桥梁纠偏效率，快速恢复高速铁路正常安全运营，在分析高压喷射注浆桥梁纠偏原理基础上，建立了桥梁纠偏理论模型；基于弹性地基梁理论，推导了桥墩顶部位移计算解析式，分析了影响桥梁纠偏效率的主要因素；通过正交试验设计方法，探讨了桥梁纠偏影响因素的显著性，并以现场典型工程案例进行了验证。结果表明：影响桥梁纠偏效率的主要因素为土体地基系数、超孔隙水压力和注浆施工深度。施作应力释放系统后土体地基系数减小，桥墩日纠偏量由0.42 mm快速增至1.04 mm，增幅为148.8%；注浆压力由20 MPa增至25 MPa，产生的超孔隙水压力增大，桥墩日纠偏量由0.39 mm增至0.86 mm，增幅为118.2%；注浆施工深度由19 m增至24 m，桥墩日纠偏量由0.24 mm增至0.40 mm，增幅为69.5%。土体地基系数对桥梁纠偏效率的影响最显著，其次为高压喷射注浆产生的超孔隙水压力，注浆施工深度的影响最小。研究成果可为提高桥梁纠偏效率提供理论依据。

  2024年03期 v.64;No.601 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
  

• 高速铁路声屏障气动荷载及结构振动响应特性

  柳润东;伍向阳;陈迎庆;李晏良;刘兰华;

  高速铁路声屏障是铁路噪声控制的常用措施，但声屏障距离线路中心较近，在列车动力作用下会产生振动响应。列车风作用在声屏障表面形成的气动荷载和轮轨接触力产生的钢轨振动会传递到声屏障基础，是导致声屏障结构产生风致振动与轮轨激励振动的主要振源。通过开展声屏障列车气动荷载及振动响应的测试及仿真计算，获得不同工况下声屏障气动荷载及振动响应特性。结果表明：动车组以350 km/h运行时，比300 km/h运行时声屏障气动荷载和振动响应大40%；同一速度级下，路基声屏障立柱的顶端位移比桥梁声屏障顶端大40%～50%，而桥梁声屏障单元板动位移比路基声屏障大20%～30%；轮轨激励振动直接影响了声屏障振动响应，在传递过程中呈有规律衰减的趋势；列车风压与自然横风组合作用时，声屏障立柱的动变形及动应力呈现明显增大的趋势。

  2024年03期 v.64;No.601 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
  

隧道与地下工程

• 大直径盾构隧道整体式预制弧形件构造

  葛照国;朱元昌;陈辰;唐泽人;曲春雨;柳献;

  上海市机场联络线是国内首次在大直径盾构隧道中采用整体式预制弧形件的工程，而现阶段缺少对整体式预制弧形件选型及排版的研究。针对该问题，本文分析了标准环+左转弯环+右转弯环、左转弯环+右转弯环和通用楔形环三种管片形式下弧形件的构造设计，并给出排版计算方法。结果表明，在标准环+左转弯环+右转弯环和通用楔形环管片形式下，分别采用直线形+楔形弧形件和无楔形量的弧形件能较好满足工程需求，建议在类似工程中选用。

  2024年03期 v.64;No.601 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
  

• 基于改进YOLOv7模型的地铁隧道衬砌表观病害检测方法

  陈霆;雷洋;白堂博;许贵阳;

  针对地铁隧道内部光线昏暗，诸多附属设备与衬砌表观病害纹理及灰度近似，病害检测精度低的问题，提出了一种基于改进YOLOv7(You Only Look Once v7)的地铁隧道衬砌表观病害与附属设施的检测方法。在原YOLOv7模型的骨干部分引入混合卷积模块（MixedConvolutionalModule,ConvMixer）并增加了微小物体检测头，降低网络复杂度并提高对微小病害的敏感度；在原YOLOv7模型的颈部将路径聚合网络（Path Aggregation Network,PANet）替换为双向特征金字塔网络（Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN），用于捕获全局特征信息，在隧道复杂环境下精确定位；在最大池化卷积（MaxPoolingConvolution,MPC）模块中引入无参注意力机制（SimpleParameterFreeAttention Mechanism,SimAM），给检测目标的特征矢量赋予三维权重，以增加检测精度。检测结果表明，本文提出的改进模型的检测准确率和召回率分别达到89.1%、87.8%，且权重文件大小仅为59.6 MB，检测速率为89帧/s。该模型在保证较高检测精度的同时降低了权重文件大小，提高了检测速率，适用于隧道巡检系统。

  2024年03期 v.64;No.601 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K]
  

• 岩石隧道掘进机不良地质施工处置技术

  邢宇翔;王建锋;范磊;姚志刚;方勇;文建华;晏佳斌;

  岩石隧道掘进机（Tunnel Boring Machine,TBM）凭借其高效优质、作业安全等特点在铁路、公路、地铁、水利水电等领域广泛应用，在普通地质环境下推广顺利。复杂地质环境下致灾源多，如硬岩岩爆、软岩大变形、断层破碎带、涌水突泥等不良地质使TBM施工频繁出现围岩坍塌、支护失效、卡机淹井、设备损伤等问题。本文结合工程案例，从超前主动加固、注浆及锚固、管片支护、撑靴加固4个方面总结现有施工技术，以应对TBM穿越不良地质导致的刀盘卡机、护盾抱死、初期支护变形过大、撑靴打滑等问题，提升TBM在不良地质环境下的适应能力，为类似工程提供参考。

  2024年03期 v.64;No.601 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2159K]
  

路基与地基基础

• 冻融作用下高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构疲劳寿命预测模型

  石越峰;李鹏飞;楼梁伟;蔡德钩;陈先华;闫宏业;

  以高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构为研究对象，考虑季节性冻土地区的气象条件设计了疲劳试验和冻融循环试验，研究冻融循环作用对其疲劳特性参数演变规律的影响。结合平稳值与冻融循环周期的作用规律，提出了高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构在冻融循环作用下的疲劳寿命预测模型，并利用疲劳极限临界点的平均值对此疲劳寿命预测模型进行了可靠性验证。结果表明：沥青混凝土耗散能变化率与加载次数曲线在冻融前后呈现三个阶段；沥青混凝土防水封闭结构的疲劳寿命随冻融循环次数的增多而降低，且降低幅度越来越大，其抗疲劳性能受到显著损伤；经验证，高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构疲劳寿命预测模型准确、可靠。

  2024年03期 v.64;No.601 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K]
  

• 铁路泡沫轻质土路基挡护结构的优化设计研究

  杨莹;陈尚勇;杭红星;

  泡沫轻质土在施工场地受限的路基帮宽工程中发挥了独特优势，为进一步优化铁路泡沫轻质土路基挡护结构，在商合杭（商丘—合肥—杭州）铁路肥东站开展工程现场试验，获得了挡护结构的受力特征与变化情况。结果表明：泡沫轻质土浇筑完成后具有良好的自立性及强度，挡护结构所受侧向压力显著降低，挡护结构承受的侧向土压力仅2～5 kPa，土压力系数逐渐减小趋近于0.1，因此泡沫轻质土路基挡护结构主要作用是防止泡沫轻质土的劣化、保护轻质土性能，兼作施工模板，可以根据泡沫轻质土填筑固化前的侧压力和风荷载进行结构优化设计。

  2024年03期 v.64;No.601 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K]
  

• 降雨下桥墩堆积体稳定性自动化监测研究及应用

  彭琦;

  为研究降雨条件下广汕高速铁路（广州—汕尾）斧头石特大桥富水堆积体地层及桥墩的稳定性问题，开展一体自动化监测技术研究，分析施工及施工后18个月内土体变形沉降、孔隙水压力、降雨量、地表水位的变化，探讨降雨下堆积体地层及桥墩的位移规律。结果表明：桥墩对边坡上部堆积体地层位移起到了抑制作用，其左侧地层产生挤压，局部地表隆起后趋于稳定；监测段在第6—第11月内存在间歇性强降雨天气，改变了堆积体地层的蠕动变形模式，影响了地层对桥桩的侧向作用力，桥桩左侧承台因此发生偏移，但在顶部桥梁和底部稳定性地层的约束作用下恢复至稳定状态；在监测期内工程现场未发生堆积体边坡及桥墩失稳现象，综合地表沉降、深层位移、桥墩沉降数据分析，地层和桥梁均处于稳定状态。

  2024年03期 v.64;No.601 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
  

• 纤维和细粒含量对秸秆纤维土抗冻融性能的影响

  牛雷;毕苏红;徐丽娜;吴占君;田伟;张海生;

  为了增强秸秆纤维土的抗冻融性能，分别将长9 mm的玉米秸秆和芦苇秸秆纤维掺入到淤泥质土中，经历不同冻融循环次数后进行无侧限抗压强度试验和直剪试验，同时开展细粒含量对纤维土强度影响的常规试验和冻融试验，通过电镜扫描深入分析其内部变化。试验结果表明：冻融对土体强度和黏聚力影响显著，对内摩擦角影响较小。随着冻融循环次数增加，土体受到冻胀效应的影响，土颗粒重新排列，土体结构受到破坏，产生裂缝，导致强度和黏聚力降低，经历5次冻融循环后，土体结构达到稳定，强度和黏聚力也趋于稳定。适量的纤维可以明显提高土体抗冻性，冻融后对比两种纤维土的力学性能，玉米秸秆纤维土强度更高，芦苇秸秆纤维土韧性更好。除此之外，细粒含量对土体冻胀敏感性有较大的影响，细粒含量越高，土体冻胀效应越明显，从而导致土体强度的大幅衰减；但在未冻融时，细粒含量的增加反而能提高土体的抗压强度。

  2024年03期 v.64;No.601 124-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2700K]
  

工程材料及其他

• 高强混凝土的高脆性及其在冲击作用下的破坏机理

  李林香;谭盐宾;杨鲁;葛昕;王志勇;岳成军;吴俊杰;

  通过试验对比了高强混凝土（C60）和中低强混凝土（C30）抗压强度、抗折强度、折压比随龄期的变化规律，并采用微计算机断层扫描技术（Micro Computed Tomography,Micro-CT）分析高强混凝土在冲击作用力下的破坏机理。结果表明：与C30混凝土相比，3、7、28、56 d龄期时，C60混凝土抗压强度分别增长57.5%、53.7%、54.3%和52.8%,C60混凝土抗折强度分别增长51.2%、39.6%、32.4%和21.7%,C60混凝土抗折强度的增幅低于抗压强度，说明其脆性特征明显；C60混凝土折压比小于C30混凝土，说明C60混凝土韧性较差，脆性较大；在外部冲击荷载作用下首先在C60混凝土薄弱界面过渡区出现微裂缝，然后向粗骨料内部扩展形成骨料微裂缝，骨料微裂缝继续扩展连通，与水泥石微裂缝连接，最终导致混凝土试件开裂破坏。

  2024年03期 v.64;No.601 132-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
  

• 无砟轨道水泥基材料表层强化方法与作用机理

  张旭;冯浩;周骏;吴世翔;庞浩;王永冕;刘竞;

  由于受到外界环境的影响，高速铁路无砟轨道水泥基材料服役性能逐渐降低。采用渗透结晶材料和环氧树脂对水泥基材料表面进行涂刷处理，通过试验对比表面处理对水泥基材料力学性能、耐磨性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和微观结构的影响。结果表明：表面涂刷渗透结晶材料和涂刷环氧树脂均可以提高砂浆表面回弹强度和混凝土所能经受的冻融循环次数并降低氯离子扩散系数。与处理前相比，表面涂刷渗透结晶材料和环氧树脂后，表面回弹强度分别提高了5.0%、10.1%，冻融循环次数分别增加140次和183次以上（相对动弹性模量60%），氯离子渗透系数分别降低64.0%、92.5%，环氧树脂的提升效果更显著，但会受材料老化影响而效果变差；与处理前相比，涂刷渗透结晶材料可提高砂浆的力学性能（抗压强度提高11.5%），涂刷环氧树脂可增强砂浆的耐磨性能（磨损质量减少19.5%）。因此，可根据应用环境选择合适的表面涂刷材料，频繁暴露在高温、臭氧、紫外线等易老化环境中或需要提高强度时宜选择渗透结晶材料，主要受冻融破坏、有害离子侵入、磨蚀破坏等环境因素影响时宜选择环氧树脂。

  2024年03期 v.64;No.601 136-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K]
  

• 基于外掺纳米水化硅酸钙的免蒸养CRTSⅢ型轨道板混凝土性能研究

  胡建伟;

  在混凝土中外掺质量分数1.0%的纳米水化硅酸钙并采用保温养护方式，采用温度测试仪、万能试验机等设备进行测试，对比蒸汽养护和保温养护两种养护方式下CRTSⅢ型轨道板混凝土的力学性能、耐久性能和微观形貌，探讨免蒸养的可行性。结果表明：采用保温养护方式，入模温度25℃，16 h龄期时保温养护混凝土抗压强度可达到45 MPa的脱模强度要求；与蒸汽养护混凝土相比，保温养护混凝土56 d电通量和56 d氯离子扩散系数分别降低15.6%和15.8%，且水化产物更加致密，微裂缝明显减少；经受300次冻融循环时，与蒸汽养护混凝土相比，28、56 d龄期保温养护混凝土相对动弹性模量分别提高7.8%和3.1%。综合来看，保温养护混凝土各方面性能均比蒸汽养护混凝土更优异，可在工程中尝试应用。

  2024年03期 v.64;No.601 141-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K]
  

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  2024年03期 v.64;No.601 7页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
  
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