包郵艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù)

作者：陳善雄等

出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2023-02-01

開(kāi)本：其他頁(yè)數(shù)： 308

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艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù) 版權(quán)信息

ISBN：9787030746498
條形碼：9787030746498 ; 978-7-03-074649-8
裝幀：一般膠版紙
冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
重量：暫無(wú)
所屬分類(lèi)：
工業(yè)技術(shù)
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汽車(chē)與交通運(yùn)輸
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鐵路運(yùn)輸

艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

高速鐵路服役期路基健康監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)對(duì)確保高鐵線下工程運(yùn)營(yíng)安全具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本書(shū)結(jié)合模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值模擬與理論分析開(kāi)展系統(tǒng)研究。首先總結(jié)歸納山區(qū)高速鐵路服役期路基病害的類(lèi)型和成因，其次介紹服役期路基健康監(jiān)測(cè)技術(shù)與診斷系統(tǒng)構(gòu)建原則與方法，然后詳細(xì)研究服役期路基動(dòng)力響應(yīng)演變規(guī)律及災(zāi)變機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上提出服役期路基結(jié)構(gòu)性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警模型，*后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證所提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警模型的可行性。本書(shū)為高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷提供一種新的思路，為保障高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)參考，也可為其他交通工程提供借鑒。

艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù) 目錄

目錄
第1章　緒論　1　
1.1　高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的意義　1　
1.2　高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的研究進(jìn)展　2　
1.3　高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題　2　
第2章　高速鐵路服役期路基病害類(lèi)型及成因　5　
2.1　路基病害類(lèi)型　5　
2.1.1　路基下沉　5　
2.1.2　路基隆起　10　
2.1.3　軌道結(jié)構(gòu)層間離縫或開(kāi)裂　11　
2.1.4　翻漿冒泥　14　
2.1.5　邊坡失穩(wěn)　16　
2.1.6　封閉層上拱開(kāi)裂　19　
2.2　路基病害成因　20　
2.2.1　路基下沉病害成因　21　
2.2.2　路基隆起病害成因　25　
2.2.3　軌道結(jié)構(gòu)層間離縫或開(kāi)裂病害成因　26　
2.2.4　翻漿冒泥病害成因　28　
2.2.5　邊坡失穩(wěn)病害成因　29　
2.2.6　封閉層上拱開(kāi)裂病害成因　32　
第3章　高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)　33　
3.1　路基結(jié)構(gòu)健康遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案　33　
3.2　路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)原則　34　
3.3　路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)參量與監(jiān)測(cè)傳感器優(yōu)選　36　
3.3.1　監(jiān)測(cè)參量概述　36　
3.3.2　監(jiān)測(cè)傳感器優(yōu)選　37　
3.4　高速動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)研制　40　
3.4.1　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與選擇標(biāo)準(zhǔn)　41　
3.4.2　不同系統(tǒng)方案特點(diǎn)與比較選取　41　
3.5　路基結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器埋設(shè)方法　44　
3.5.1　孔內(nèi)監(jiān)測(cè)傳感器定位埋設(shè)裝置　44　
3.5.2　路基等模量無(wú)收縮封堵混凝土　46　
3.6　滬昆客運(yùn)專(zhuān)線服役期路基健康無(wú)線監(jiān)測(cè)示范區(qū)實(shí)施　47　
3.6.1　高填方斜坡路堤示范段監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)　47　
3.6.2　路塹高陡邊坡監(jiān)測(cè)示范段監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)　49　
3.6.3　遠(yuǎn)程高頻數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)實(shí)施方案　50　
3.6.4　路基健康遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工　54　
3.6.5　數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸及存儲(chǔ)分析系統(tǒng)搭建　61　
第4章　滬昆客運(yùn)專(zhuān)線服役期路基健康監(jiān)測(cè)與診斷　67　
4.1　遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況　67　
4.2　高填方斜坡路基變形演化特征　67　
4.2.1　高填路堤試驗(yàn)段（DK203+725～DK203+775區(qū)段）　67　
4.2.2　斜坡路堤試驗(yàn)段（DK235+555～DK235+605.30區(qū)段）　69　
4.3　路塹高陡邊坡變形演化特征　70　
4.3.1　隧道進(jìn)口高邊坡試驗(yàn)段（DK203+850～DK203+890區(qū)段）　70　
4.3.2　路塹高陡邊坡試驗(yàn)段（DK272+960～DK272+990區(qū)段）　74　
4.4　高速列車(chē)動(dòng)荷載作用下路基動(dòng)態(tài)響應(yīng)演化特征　77　
4.4.1　高填路堤試驗(yàn)段（DK203+725～DK203+775區(qū)段）　77　
4.4.2　斜坡路堤試驗(yàn)段（DK235+555～DK235+605.30區(qū)段）　97　
第5章　高速列車(chē)荷載作用下路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及災(zāi)變過(guò)程多尺度分析　115　
5.1　高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)大比例模型激振試驗(yàn)　115　
5.1.1　大比例模型激振試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)　115　
5.1.2　大比例模型激振試驗(yàn)方案　121　
5.1.3　大比例模型激振試驗(yàn)結(jié)果　122　
5.2　高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)　130　
5.2.1　原位激振試驗(yàn)裝置　130　
5.2.2　原位激振試驗(yàn)方案　131　
5.2.3　原位激振試驗(yàn)結(jié)果　133　
5.3　高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)三維數(shù)值　148　
5.3.1　高鐵路基靜動(dòng)本構(gòu)模型　148　
5.3.2　黏土動(dòng)力本構(gòu)模型　154　
5.3.3　三維數(shù)值模擬方法與計(jì)算方案　158　
5.3.4　不同動(dòng)荷載作用下路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律　164　
5.4　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程多尺度分析　172　
5.4.1　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程多尺度分析方法172　
5.4.2　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程數(shù)值分析方案　173　
5.4.3　高鐵路基災(zāi)變過(guò)程中力學(xué)響應(yīng)變化規(guī)律　176　
第6章　高速鐵路浸水軟化路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程數(shù)值模擬　181　
6.1　浸水軟化路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程數(shù)值模擬　181　
6.1.1　分析模型　181　
6.1.2　數(shù)值模擬方案　181　
6.2　浸水軟化路基動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律及變化　183　
6.2.1　正常路基動(dòng)應(yīng)力衰減規(guī)律　183　
6.2.2　不同軟化厚度下路基動(dòng)應(yīng)力衰減及變化規(guī)律　184　
6.2.3　不同軟化層深度下路基動(dòng)應(yīng)力衰減及變化規(guī)律　187　
6.2.4　不同軟化程度下路基動(dòng)應(yīng)力衰減及變化規(guī)律　190　
6.2.5　浸水軟化路基動(dòng)應(yīng)力衰減程度　192　
6.3　浸水軟化路基加速度響應(yīng)規(guī)律及變化　194　
6.3.1　正常路基加速度衰減規(guī)律　194　
6.3.2　不同軟化厚度下路基加速度衰減及變化規(guī)律　195　
6.3.3　不同軟化層深度下路基加速度衰減及變化規(guī)律　197　
6.3.4　不同軟化程度下路基加速度衰減及變化規(guī)律　200　
6.3.5　浸水軟化路基加速度衰減程度　203　
6.4　浸水軟化路基振動(dòng)速度響應(yīng)規(guī)律及變化　205　
6.4.1　正常路基振動(dòng)速度衰減規(guī)律　205　
6.4.2　不同軟化厚度下路基振動(dòng)速度衰減及變化規(guī)律　206　
6.4.3　不同軟化層深度下路基振動(dòng)速度衰減及變化規(guī)律　209　
6.4.4　不同軟化程度下路基振動(dòng)速度衰減及變化規(guī)律　212　
6.4.5　浸水軟化路基振動(dòng)速度衰減程度　215　
6.5　浸水軟化路基動(dòng)力參數(shù)頻域響應(yīng)規(guī)律及變化　216　
6.5.1　路基動(dòng)應(yīng)力頻域響應(yīng)規(guī)律及變化　216　
6.5.2　路基加速度頻域響應(yīng)規(guī)律及變化　222　
6.6　長(zhǎng)期列車(chē)動(dòng)荷載下浸水軟化路基沉降變形規(guī)律　228　
6.6.1　浸水軟化路基沉降變形實(shí)用計(jì)算方法　228　
6.6.2　浸水軟化路基沉降變形發(fā)展規(guī)律　230　
6.6.3　浸水軟化路基沉降變形規(guī)律　235　
第7章　高速鐵路浸水軟化路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)激振試驗(yàn)　243　
7.1　浸水軟化路基現(xiàn)場(chǎng)激振試驗(yàn)設(shè)計(jì)　243　
7.1.1　現(xiàn)場(chǎng)激振試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)　243　
7.1.2　路基動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)　244　
7.1.3　浸水入滲控制系統(tǒng)　246　
7.2　浸水軟化路基現(xiàn)場(chǎng)激振模型構(gòu)建　247　
7.2.1　激振模型填筑　247　
7.2.2　準(zhǔn)備工作　247　
7.2.3　填筑施工　247　
7.2.4　花管埋設(shè)　248　
7.2.5　試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)　249　
7.2.6　試驗(yàn)路基填筑　249　
7.2.7　激振模型基本物理特性　251　
7.3　正常條件下路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律　253　
7.3.1　路基動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程曲線　253　
7.3.2　激振條件路基響應(yīng)頻率和共振頻率　257　
7.3.3　路基動(dòng)力響應(yīng)在縱向和橫向上的變化規(guī)律　261　
7.3.4　不同激振頻率下路基動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)對(duì)比　265　
7.3.5　不同振次下路基動(dòng)力響應(yīng)　270　
7.4　浸水軟化下路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律　272　
7.4.1　浸水軟化下路基動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程曲線272　
7.4.2　浸水軟化下路基幅頻曲線　273　
7.4.3　路基上部軟化下動(dòng)力響應(yīng)　274　
7.4.4　路基上部和中部軟化下動(dòng)力響應(yīng)　277　
7.4.5　路基全部軟化下動(dòng)力響應(yīng)　279　
第8章　高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警模型及其驗(yàn)證　283　
8.1　高鐵路基長(zhǎng)期動(dòng)力穩(wěn)定性定義　283　
8.2　現(xiàn)有路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)方法　283　
8.2.1　臨界動(dòng)應(yīng)力法　283　
8.2.2　有效振速法　284　
8.2.3　動(dòng)剪應(yīng)變法　284　
8.2.4　評(píng)價(jià)方法對(duì)比　285　
8.3　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)實(shí)用評(píng)價(jià)指標(biāo)選取　285　
8.4　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　286　
8.4.1　基床動(dòng)應(yīng)力衰減率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　287　
8.4.2　表層振動(dòng)速度衰減比評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　288　
8.4.3　頻響指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　289　
8.5　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)診斷技術(shù)優(yōu)化與預(yù)警模型　290　
8.5.1　服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù)　290　
8.5.2　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)預(yù)警模型　291　
8.6　服役期路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警模型驗(yàn)證　292　
8.6.1　基床動(dòng)應(yīng)力衰減比驗(yàn)證　292　
8.6.2　表層振動(dòng)速度衰減比驗(yàn)證　293　
8.6.3　頻響指數(shù)驗(yàn)證　293　
8.6.4　預(yù)警模型驗(yàn)證　294　
參考文獻(xiàn)　295

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艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù) 節(jié)選

第1章緒論 1.1高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的意義高速鐵路路基（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高鐵路基）是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和高速列車(chē)動(dòng)荷載的基礎(chǔ)和保障。為保證高鐵運(yùn)行的安全性和舒適性，我國(guó)對(duì)高鐵路基工后沉降做了嚴(yán)格要求。雖然我國(guó)高鐵建設(shè)已經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，取得了令世界矚目的成就，但是對(duì)高鐵這樣復(fù)雜的工程而言，我國(guó)高鐵建設(shè)仍然處于起步階段，積累的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)有限，這也直接影響高鐵的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)高速列車(chē)動(dòng)荷載及環(huán)境因素影響下路基的力學(xué)響應(yīng)與災(zāi)變機(jī)理認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足，可能造成已建成通車(chē)的客運(yùn)專(zhuān)線在運(yùn)營(yíng)初期路基就出現(xiàn)不同程度的病害，甚至導(dǎo)致高速鐵路行車(chē)安全事故發(fā)生。高速鐵路綜合技術(shù)水平已較為發(fā)達(dá)的日本和法國(guó)，也因?yàn)閷?duì)高鐵路基力學(xué)響應(yīng)及災(zāi)變機(jī)理認(rèn)識(shí)不足，而發(fā)生過(guò)多起較為嚴(yán)重的事故。這些案例都說(shuō)明，清楚地認(rèn)識(shí)高速列車(chē)移動(dòng)荷載及環(huán)境因素影響下路基的力學(xué)響應(yīng)與災(zāi)變機(jī)理是保證高速鐵路安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。由于高速鐵路工程建設(shè)時(shí)間較短，當(dāng)前多關(guān)注建設(shè)階段的路基變形與病害，運(yùn)營(yíng)期間路基健康狀態(tài)的實(shí)測(cè)資料很少，相關(guān)研究還局限于模型試驗(yàn)和理論分析[1-4]。運(yùn)營(yíng)期間高速移動(dòng)荷載反復(fù)作用下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)能更好地反映路基實(shí)際性狀，但目前高速鐵路路基運(yùn)營(yíng)狀態(tài)信息的獲取缺乏有效手段，對(duì)路基運(yùn)營(yíng)性狀缺乏評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究較少。因此，開(kāi)展高速移動(dòng)荷載作用下路基健康狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和分析技術(shù)研究，對(duì)提升我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)期路基性狀監(jiān)測(cè)、健康診斷與風(fēng)險(xiǎn)控制水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本書(shū)在分析目前高鐵路基病害類(lèi)型及成因和高速鐵路工程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以智能傳感技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)為理論支撐，以滬昆客運(yùn)專(zhuān)線為例，詳細(xì)研究可反映高速鐵路結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的監(jiān)測(cè)參量。首先，根據(jù)“適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)”的原則，優(yōu)選監(jiān)測(cè)元件和數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)，制訂一套完整的適用于運(yùn)營(yíng)期高速鐵路服役期路基結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)與診斷的技術(shù)方案，得到聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運(yùn)營(yíng)期高鐵路基的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律；其次，通過(guò)研制大比例尺模型試驗(yàn)箱和高鐵列車(chē)荷載激振裝備，開(kāi)展一系列大型室內(nèi)及原位高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程模型試驗(yàn)，得到不同軸重、不同激振頻率及不同災(zāi)變條件下的高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)及災(zāi)變過(guò)程，掌握不同工況條件對(duì)高鐵路基動(dòng)力影響和災(zāi)變的影響，并在此基礎(chǔ)上，借助數(shù)值仿真分析，獲得更廣泛工況條件下高鐵路基的動(dòng)力響應(yīng)和災(zāi)變規(guī)律；*后，通過(guò)總結(jié)高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律和災(zāi)變過(guò)程，提出一套以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)的高鐵路基結(jié)構(gòu)健康診斷指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，并以高鐵路基原位試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，驗(yàn)證該評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的適用性和合理性。 1.2高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的研究進(jìn)展實(shí)時(shí)掌握高速鐵路的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)是保證高速鐵路安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。以往發(fā)現(xiàn)高速鐵路運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的安全隱患主要通過(guò)分析動(dòng)檢數(shù)據(jù)和人工巡查線路等手段。這種方式顯然具有諸多缺陷，主要表現(xiàn)在：①過(guò)度依靠人力來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)高鐵安全隱患的發(fā)現(xiàn)不具有實(shí)時(shí)性；②巡查方式單一，某些安全隱患可能會(huì)被忽略或不易被發(fā)現(xiàn)；③需要投入較多的人力、物力來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，造成經(jīng)濟(jì)成本增加。特別是對(duì)艱險(xiǎn)山區(qū)高速鐵路來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題尤為突出。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛推廣，自動(dòng)化、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域。鄔凱等[5]利用通用分組無(wú)線服務(wù)（general packet radio service，GPRS）技術(shù)，通過(guò)集成監(jiān)測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和太陽(yáng)能供電裝置，開(kāi)發(fā)了一套單體邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；許利凱等[6]利用KLA-1 型地表遙測(cè)技術(shù)對(duì)三峽庫(kù)區(qū)奉節(jié)天池滑坡進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；何滿潮[7]從邊坡巖體與監(jiān)控錨索的相互作用力學(xué)原理出發(fā)，通過(guò)監(jiān)控錨索內(nèi)力，開(kāi)發(fā)了一套滑坡地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)；張成平等[8]、葉英等[9]將多元信息自動(dòng)采集、無(wú)線傳輸技術(shù)應(yīng)用于隧道施工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了隧道施工的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。盡管對(duì)鐵路工程無(wú)人監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究較少，但也有學(xué)者進(jìn)行了嘗試。楊婧等[10-11]利用局域通信無(wú)線模塊與GPRS數(shù)傳單元模塊搭建了無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵路路基靜態(tài)變量的監(jiān)測(cè)；馮紹敏等[12]研制了高鐵長(zhǎng)大橋梁無(wú)砟軌道無(wú)縫線路的伸縮附加力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)以上遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析可知：一方面，目前遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和技術(shù)主要針對(duì)邊坡、隧道等工程開(kāi)展，這些技術(shù)在高鐵工程的適用性較差，不能直接應(yīng)用于高鐵工程；另一方面，高鐵工程具有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)的特點(diǎn)，而目前的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)僅針對(duì)靜態(tài)參數(shù)，不適用于變化快、數(shù)據(jù)量大的動(dòng)態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。因此，研究適用于高速鐵路工程的遠(yuǎn)程無(wú)人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使其同時(shí)滿足對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，具有重要意義。 1.3高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題運(yùn)營(yíng)期高速鐵路路基工程具有封閉性強(qiáng)、環(huán)境條件差、工程線路長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)參量多、監(jiān)測(cè)頻率高等特點(diǎn)，常規(guī)的巖土工程監(jiān)測(cè)技術(shù)并不能全部適應(yīng)高速鐵路路基工程的特點(diǎn)；同時(shí)，以往對(duì)高鐵路基動(dòng)力穩(wěn)定性的研究集中在理論研究、模型試驗(yàn)及數(shù)值仿真方面，而由于缺少運(yùn)營(yíng)期高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)營(yíng)期高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的研究較少，更談不上分析高鐵路基動(dòng)力響應(yīng)的變化和災(zāi)變機(jī)理。因此，有必要針對(duì)運(yùn)營(yíng)期高速鐵路路基工程建立一套遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以適應(yīng)高速鐵路路基工程惡劣的工程條件，并建立一套路基結(jié)構(gòu)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，以便及時(shí)識(shí)別高速鐵路路基病害，保障高速鐵路工程的安全運(yùn)營(yíng)。具體的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題體現(xiàn)在以下三方面。（1）高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷技術(shù)須實(shí)現(xiàn)形式簡(jiǎn)單、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等目標(biāo)。一方面，高速鐵路路基工程線路范圍廣、含動(dòng)靜態(tài)監(jiān)測(cè)參量，因此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須要做到兼容各類(lèi)動(dòng)靜態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器，且要成本低廉，以便廣泛推廣；另一方面，高速鐵路路基封閉性強(qiáng)、電磁干擾強(qiáng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須要適應(yīng)性強(qiáng)，并要做到穩(wěn)定而不易出問(wèn)題。（2）針對(duì)高鐵路基病害的類(lèi)型和特點(diǎn)，開(kāi)展高速鐵路路基動(dòng)力響應(yīng)的變化規(guī)律和災(zāi)變過(guò)程及機(jī)理研究，提出反映高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。（3）在結(jié)合高速鐵路路基監(jiān)測(cè)參量及結(jié)構(gòu)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)和參量的基礎(chǔ)上，建立一套形式簡(jiǎn)單、工程技術(shù)人員易于操作的高速鐵路路基結(jié)構(gòu)健康診斷評(píng)價(jià)與預(yù)警系統(tǒng)，以便對(duì)路基病害進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，保證高速鐵路路基的安全。第2章高速鐵路服役期路基病害類(lèi)型及成因 2.1路基病害類(lèi)型在對(duì)國(guó)內(nèi)外開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的高速鐵路路基病害進(jìn)行充分的文獻(xiàn)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，對(duì)武廣、滬杭、鄭西、廣珠城際、滬寧城際、甬臺(tái)溫、海南東環(huán)等高鐵線路運(yùn)營(yíng)期存在的病害進(jìn)行調(diào)研。對(duì)不同線路出現(xiàn)的病害特征進(jìn)行歸類(lèi)，我國(guó)高速鐵路路基存在的病害類(lèi)型主要為路基下沉、路基隆起、軌道結(jié)構(gòu)層間離縫或開(kāi)裂、翻漿冒泥、邊坡失穩(wěn)、封閉層上拱開(kāi)裂。本章結(jié)合實(shí)際調(diào)研的典型工點(diǎn)分析其各自的病害特征，為運(yùn)營(yíng)期安全監(jiān)測(cè)參量和病害防護(hù)提供現(xiàn)實(shí)參考。 2.1.1路基下沉路基下沉是高速鐵路路基中存在*多的一種病害形式。路基下沉是指高鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中由工程地質(zhì)條件、列車(chē)動(dòng)荷載、工程質(zhì)量等造成的路基沉降量超過(guò)規(guī)范的要求，甚至下沉量超過(guò)軌道精調(diào)的極限。路基下沉?xí)垢哞F線路產(chǎn)生高低不平順、水平不平順、路基開(kāi)裂等問(wèn)題，在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)晃動(dòng)、脫軌等不良現(xiàn)象。當(dāng)沉降量超過(guò)軌道精調(diào)極限時(shí)，如不采取有效措施防止繼續(xù)下沉，將會(huì)嚴(yán)重影響列車(chē)的行車(chē)安全。實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，路基下沉病害在我國(guó)已運(yùn)營(yíng)的高鐵線路中普遍存在，下面列舉調(diào)研中部分具有代表性的案例，以便后續(xù)分析造成病害的原因。 1.案例一：杭深客運(yùn)專(zhuān)線寧波段杭深客運(yùn)專(zhuān)線寧波段廣布淤泥和淤泥質(zhì)黏土，工程地質(zhì)條件差，其中DK146+503.8～DK146+603.67、DK146+663.67～DK146+723.67 兩區(qū)段*具代表性。兩區(qū)段原設(shè)計(jì)采用漿噴樁加固，自通車(chē)運(yùn)營(yíng)以來(lái)工后沉降已超過(guò)路基沉降變形控制標(biāo)準(zhǔn)，為保證軟土路基的穩(wěn)定和控制路基的后期沉降，確保高速列車(chē)的安全運(yùn)行，對(duì)原路基進(jìn)行了強(qiáng)旋噴樁加固處理。圖2-1～圖2-4所示為兩區(qū)段內(nèi)4個(gè)典型沉降監(jiān)測(cè)斷面加固前和加固后的實(shí)測(cè)沉降曲線。從圖中可以看出，加固前由于線路內(nèi)工程地質(zhì)條件較差，路基在列車(chē)動(dòng)荷載作用下沉降不斷發(fā)展，*大沉降量達(dá)68 mm，且未有穩(wěn)定的趨勢(shì)。而采取加固措施后，路基沉降趨勢(shì)才得以控制，*后達(dá)到基本穩(wěn)定。 2.案例二：廣珠城際K74+050～K74+150區(qū)段廣珠城際K74+050～K74+150區(qū)段位于南宮村隧道（K73+678～K73+967）與工業(yè)園橋（K74+225～K74+400）間路基區(qū)段，其中K74+032斷面及K74+068 斷面處分別有一座框構(gòu)涵，緩和曲線至圓曲線地段，曲線半徑為3000 m ，超高為90mm，坡度為3.0‰。2011年下半年發(fā)現(xiàn)該地段存在下沉現(xiàn)象，并于2011年11月對(duì)該地段進(jìn)行了精調(diào)整治，其中下行線高程調(diào)整了47mm，上行線高程調(diào)整了32mm，且調(diào)整量均已達(dá)到極限值不能再繼續(xù)調(diào)整。圖2-1 杭深客運(yùn)專(zhuān)線DK146+513.67 斷面實(shí)測(cè)沉降曲線圖2-2 杭深客運(yùn)專(zhuān)線DK146+598.67 斷面實(shí)測(cè)沉降曲線圖2-3 杭深客運(yùn)專(zhuān)線DK146+683.67 斷面實(shí)測(cè)沉降曲線圖2-5和圖2-6 分別為該區(qū)段內(nèi)兩個(gè)典型沉降病害斷面的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)和沉降趨勢(shì)曲線。從圖2-6中可以看出，沉降變形曲線基本相同，說(shuō)明可能是觀測(cè)誤差的原因造成沉降量數(shù)據(jù)上下浮動(dòng)，但數(shù)據(jù)絕對(duì)值整體變化趨勢(shì)是增大的，反映K74+050～K74+150區(qū)段路基一直處于沉降期，且沒(méi)有呈現(xiàn)沉降趨向穩(wěn)定，建設(shè)單位及施工單位對(duì)該路段進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)查和整治。

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