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重庆“智”造③丨这项关键技术 实现了山区高速铁路路基变形“智能化控制”
11-19 19:01:59 来源:上游新闻

科研项目:山区城际高速铁路路基变形控制及加固关键技术与应用

牵头单位:重庆大学

荣获奖项:2020年度重庆市科学技术奖科技进步奖一等奖

随着新时代国家推进西部大开发战略的实施,我国高速铁路建设正快速向中西部山区推进,而山区城际高速铁路路基的变形问题,成为急需攻克的关键难题。

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来自重庆大学土木工程学院的项目团队通过多年时间,研发出了一套山区城际高速铁路路基变形控制及加固关键技术,实现了路基变形全过程“智能化”控制,构建了山区城际高速铁路路基动力变形计算方法,为山区城际高速铁路变形控制提供了重要理论支撑。

11月19日,重庆市科学技术奖励大会召开,2020年度重庆市科学技术奖揭晓,该项技术荣获科技进步奖一等奖。

模拟山区高速铁路路基

所有高速铁路路基都有变形的问题,但山区和平原不同,平原地貌平坦,路基以沉降变形为主。但山区地形地貌复杂,地质条件多变,路基变形更加复杂,可以称之为三维式的。

如何才能控制路基变形,为了攻克这一难题,从2010年起,丁选明就带领重庆大学土木工程学院的项目团队着手开始研发。

“攻克这一难题的关键,是搞清楚路基变形是怎么发生的?”丁选明说,经过多次研究讨论,他们决定通过试验模拟山区高速铁路路基,以此观察路基内部的变形情况。

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有了明确的目标,困难却接踵而至。既然要模拟试验,就得有路基的模型,如何建模成了团队遇到的一大难题。首先,要想通过试验清楚看到路基的变形,路基材料必须是透明的。为此,丁选明和团队进行了大量的试验和探索。最后,研发出山区路基变形透明可视化岩土体模型试验系统。

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模拟实验时,当一束光打到岩土体上,液体材料和固定材料的折射率必须保持一致,这样光线才能穿透岩土体,看清路基内部的变形。一旦折射率不一致,光线就无法穿透岩土体,透明度达不到,就无法看清路基变形。

要达到这一效果,两种材料的折射率一致性精度要达到小数点后4位以上,为此,他们用了几年时间,不断调试和实验,才达到预期效果。

路基变形全过程智能化控制

“通过模拟实验,我们掌握了路基变形演化的全过程,看到变形的发生机理和关键部位。”丁选明说,随后团队就开始研发相应的技术。

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具体来说,一是在建设过程中,提前对地基土体进行加固,提高地基土的强度,控制变形。二是在运营期,通过一体化的智能检测、监测及预警等技术,实现了路基变形全过程监控的智能化。构建了山区城际高速铁路路基动力变形计算方法,为山区城际高速铁路变形控制提供了重要理论支撑。

这一成果已经在成渝高铁、渝贵铁路、渝万铁路、兰渝铁路、商合杭高铁等50余条高铁、城际和快速线路上应用,累计应用里程达7000余公里,产生了数亿元的直接经济效益。

上游新闻记者 黎静

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