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原文传递重载铁路路基状态评估系统研究

论文题名：	重载铁路路基状态评估系统研究
关键词：	重载铁路;路基状态;评估系统;模块化设计;预警模型
摘要：	既有重载铁路在使用过程中，基床、路堤、支挡等附属结构的病害逐年增多，严重影响了既有线路的安全使用。通过对现场调查、实时监测、物探检测等方法获得的第一手路基资料的处理，进行既有线路路基的状态评估，对于线路的日常维护和扩能改造具有十分重要的意义。目前，我国既有重载线路路基状态评估的研究较少，评估方法单一，经验性和主观性较大。本文以朔黄铁路为研究对象，进行既有重载铁路路基状态评估系统研究，主要完成了以下几方面内容: 　　建立既有线路路基状态评估系统HRRAS的总体框架。系统按模块化设计，利用计算机模拟专家的决策机理，分别对基床、路堤、支挡、过渡段建立评估子模块，形成线路、区段、里程、评估点4级评估模式，并在路基变形监测数据的分析和预测的基础上，建立区段、里程、评估点三级路基变形预警模型。　　针对目前路基状态评估中技术状态等级划分研究不足的问题，在考虑路基技术状态等级划分的基本特征的同时，结合现有规范、工程经验等资料，定制了切实可行的既有线路路基技术状态等级评定标准。与现有规范相比，该评定体系以系统运算结果为依据，降低了人为主观经验对评估结果的影响。　　建立了具有层次结构的评估指标体系:包括基床指标体系、路堤指标体系、路桥过渡段指标体系、路涵过渡段指标体系和支挡结构稳定性评估指标。根据评估指标的特点选取包括极限平衡理论、数理统计理论、模糊神经网络在内的计算方法。　　针对既有线路高填方路堤，建立以安全系数和可靠度指标双指标评价模式，以简化Bishop法建立高填方路堤可靠度计算模型。针对路堤支挡结构，建立考虑计算参数模糊性和随机性的模糊随机可靠度计算方法，并以刚性抗滑桩为例，阐述建模思路和参数选取，论证其在路堤支挡结构评估中的可行性。　　采用曲线拟合法，建立基于长期监测数据的路基变形预测与评估的数据库存储平台，选取双曲线法、指数曲线、星野法、Asaoka法、抛物线法等5种拟合预测曲线。实现了既有监测数据分析、路基横断面沉降预测分析、纵断面路基沉降预测分析、“里程”或“区段”变形预警等功能。　　根据基床潜在病害评估指标、基床承载力指标、路堤潜在病害评估指标的具体特征，研究了在评估系统中该三类评估指标的知识表示形式、有关的模糊化隶属度函数形式、定性和定量指标数据预处理的方式。然后结合评价指标体系的层次划分结构，通过编程实现该评估功能。应用VB程序语言编制既有重载铁路路基状态评估系统软件。　　通过现场路基检测试验和评估区段路基调查结果，对评估区段的朔黄铁路路基评估参数进行采集，利用评估系统对评估“区段”路基状态进行评估。同时，通过对某工点加固前和加固后路基状态的评估对比，对加固效果进行评判，对评估结果进行讨论，验证了系统的科学性。
作者：	肖尊群
专业：	岩土工程
导师：	刘宝琛;乔世范
授予学位：	博士
授予学位单位：	中南大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文