項目基本情況表項目名稱提名單位意見該項目屬于前瞻性研究課題，通過現場監測、室內試驗及數值模擬相結合的方法對高速鐵路列車特殊振動在黃土區地質體內的傳導機理，高速鐵路特殊振動的地質動力作用，高速鐵路特殊振動產生的不良地質環境效應，及其誘發的地質災害成災機理等進行科學分析和定量研究，并對可能發生的地質災害進行科學預測。該研究成果在理論研究上，具有很強的創新性，在實踐方面表現出了良好的工程應用前景。這些成果不僅可以豐富和發展工程地質學、水文地質學、環境地質學和災害地質學，同時對高速鐵路的安全運營和減少環境影響也具有重要意義。本項目研究思路清晰，方法科學，研究成果具有實用性，為黃土地區進一步優化鐵路工程設計、施工，建設綠色鐵路提供了借鑒。研究成果總體上達到了國際先進，具有推廣應用價值。同意推薦提名陜西省科學技術進步獎二等獎及以上，完成單位已公示，無異議！項目簡介高速鐵路作為一種節能環保，低碳經濟的交通工具，在我國已得到快速發展，在“十三·五”規劃中，我國鐵路的運營里程將增至15萬公里，其中高速鐵路約3萬公里。屆時將成為世界上高速鐵路運營里程最長的國家，然而高速鐵路對地質體影響的問題卻研究甚少，特別是高速鐵路列車的振動對地質環境影響問題更亟待解決。黃土作為一種特殊土在中國廣泛分布，中國西北的黃土高原是世界上規模最大的黃土高原；華北的黃土平原也是世界上規模最大的黃土平原。中國黃土總面積達63.1萬平方公里，占全國土地面積的6%。高速鐵路的修建難免會經過一些黃土地區，如鄭州-西安客運專線作為世界上首條在黃土地區修建的高速鐵路已經開通運營。黃土具有多孔性、濕陷性、垂直節理發育而層理不明顯和透水性強等特殊性質，一方面黃土的工程特性對高速鐵路建設和運營的影響已經引起人們的高度重視；另一方面高速鐵路運營過程中的特殊振動對黃土地區的地質環境的影響也應該得到足夠的關注，因為高速鐵路列車以300km/h以上的速度飛駛，其列車運行密度一般為每天百余趟。列車長期在地表往復運動，將產生強大的動力作用，對高速鐵路沿線的地質和環境造成諸多不良效應。因此研究黃土地區高速鐵路特殊振動所產生的不良地質環境效應及其誘發的地質災害，對減少高速鐵路對環境的影響和保證高速鐵路的正常安全運行非常必要。高速鐵路路基段的地面振動在產生機理、傳播路徑及衰減規律方面均與橋梁段振動和地鐵振動有較大的差異，研究高速鐵路路基段地面振動響應可為高鐵路基段地面振動的預測、防治提供依據，是整個高速鐵路地面振動研究體系中不可或缺的一部分，對高速鐵路的可持續發展具有重要意義。本項目主要在中鐵一院已有的黃土工程特性研究成果的基礎上，依托黃土地區西寶客專、鄭西客專兩條已經運營的鐵路工程，對高速鐵路路堤段和路塹段的地面振動響應進行了研究，針對黃土路基工程在列車特殊振作用下的環境效應和成災機理開展系統研究，以科學認識黃土高速鐵路快速發展所帶來的地面振動問題，為保障高速鐵路安全穩定運營提供技術支持。主要研究內容如下：（1）基于西寶客專、鄭西客專兩條黃土區高速鐵路工程，測試分析鐵路路堤段和路塹段地面振動響應的基本特征，分析不同列車類型、不同列車運行速度、不同列車編組長度等因素對路基段地面振動的影響規律。（2）路基段列車引起的振動波產生后需要通過路基本體向周圍場地傳播，分析路堤的高度和剛度，路塹的深度和邊坡坡度對地面振動的影響。（3）列車振動產生后主要在周圍場地介質中傳播衰減，研究高速鐵路路基段場地的巖土性質和地層條件對地面振動響應的影響。（4）高速鐵路列車通過路堤和路塹時，其誘發振動的傳播路徑不同，通過分析鐵路路堤段和路塹段列車振動的傳播路徑，確定路堤段和路塹段地面振動的組成成分，為路基段地面振動預測提供依據。（5）實測及數值模擬結果均表明鐵路列車引起的地面振動在傳播衰減過程中往往會在離開軌道中心一定距離處，出現振動放大現象，目前對這種現象產生的機理至今尚無統一的解釋，本項目對路基段地面振動反彈機理進行了探索。通過本項目研究，獲取現場測試和室內模擬實驗的完整、可靠、大量的資料和數據，基于定量分析，研究地質環境作用力和地質環境承載力，確定樂不同影響因素下的地質環境破壞產生不良地質效應的成災機理，建立高速鐵路特殊振動地質環境的概念模型、物理模型、數學模型，完成高速鐵路特殊振動的地質環境作用力和地質環境承載力的數值模擬，最后得到了黃土地區高速鐵路列車振動的傳導機理以及對黃土地區地質環境的影響作用。客觀評價（一）查新報告對“黃土地區高速鐵路列車特殊振動的不良地質環境效應及其成災機理研究”項目查新，共篩選出與該查新項目較密切相關文獻22篇。其中8篇為委托單位和合作單位的相關研究報告，內容涉及濕陷性黃土地基地面振動等；其余文獻相關涉及：1）振動在濕陷性黃土中的衰減規律；2）高鐵無砟軌道路基動力響應，各種應力波沿路基、深度傳播、表面傳播的振動；3）高架橋段與路堤段動車組地面振動特征及其傳播衰減規律，地面振動速度、峰值衰減曲線、地面振動速度時程曲線（涉及頻譜幅值）；振動存在反彈區。分別與查新項目技術類似，但未見明確述及針對濕陷性黃土地區的相關研究報道。（二）專家評審意見評審委員會專家認真聽取了項目課題組的匯報，審閱了科研報告、查新報告、科研合同等相關資料，經過質詢與討論，形成評審意見如下：1、課題組采用現場監測、室內試驗、數據計算、理論分析等綜合方法及手段，依托西寶、鄭西高鐵已經運營的鐵路工程，對黃土地區高速鐵路列車特殊振動的不良地質環境效應及其成災機理進行了研究，提供的研究成果資料齊全，內容全面，數據翔實，完成了合同約定的研究內容。2、主要研究成果及創新點：（1）獲取了黃土動力變形特性與振動頻率的關系。（2）提出了濕陷性黃土地區地面振動頻率與列車速度的理論關系式。（3）揭示了黃土區振動加速度沿路基基礎傳播規律特征。（4）提出了高速列車長持時小振幅的振動荷載作用下路基塑性區的分布規律。評審委員會一致認為：項目研究思路清晰，方法科學，研究成果利用已有的實際工程進行了驗證，具有較高的理論和應用價值。項目研究成果在黃土地區高速鐵路路基工程的列車振動效應及成災機理問題上屬于國內首創，具有創新性和實用性，達到國際先進水平。建議：進一步加強在工程中的推廣應用。推廣應用情況本項目以西寶客專、鄭西客專為依托，對黃土地區高速鐵路列車特殊振動的不良地質環境效應及其成災機理進行了系統研究。研究成果具有很強的理論創新性，并具有很好的工程應用前景。自2015年起，相關研究成果陸續應用于西延、延榆、銀西線等黃土地區高速鐵路路基設計、施工中，提供了較高的理論依據和技術支撐，對黃土地區鐵路選線、優化設計、防災減災等都起到了良好地推動作用。

主要完成人情況表排名姓名行政職務技術職稱工作單位完成單位對本項目貢獻1孟祥連院副總教高技術審定2楊立中無教授技術審定3舒磊教高技術審查4張波無高工結題報告編寫復核5賀玉龍無教授課題報告編制6宋玉蘭無課題報告編制7王華江地路處副總工程師高工課題報告編制8黃勇地路處副總工程師高工課題報告編制9周福軍研發室副主任高工課題報告編制主要完成單位情況表排序單位名稱對本項目的創新及推廣貢獻1中鐵第一勘察設計院集團有限公司項目第一完成單位，主持開展高速鐵路列車振動荷載作用下黃土的動力變形特性研究、黃土地區高速鐵路列車振動測試傳播特性分析和高速列車振動荷載作用下邊坡動力響應研究，成果應用于鄭西、西寶高鐵等工程，取得了良好的經濟效益和社會效益。2西南交通大學項目的第二完成單位，協助主持單位開展高速鐵路列車振動荷載作用下黃土的動力變形特性研究、黃土地區高速鐵路列車振動測試傳播特性分析和高速列車振動荷載作用下邊坡動力響應研究。完成人合作關系情況表序號合作方式合作者/項目排名合作起始時間合作完成時間合作成果12345678

主要知識產權、標準、論文等目錄序號知識產權類別知識產權具體名稱國家（地區）授權號授權日期證書編號權利人發明人有效狀態1發明專利樁基礎側摩阻力室內試驗裝置及其試驗方法中國ZL201410335788.12016年06月01日中鐵第一勘察設計院集團有限公司于基寧、李妍、舒磊、高志偉、王向陽、李響、孟祥連、孫良鑫、辛文棟、郭剛、薛寶科有效2實用新型專利一種樁基礎側摩阻力室內試驗裝置中國ZL201420390608.52014年11月26日中鐵第一勘察設計院集團有限公司于基寧、李妍、舒磊、高志偉、王向陽、李響、孟祥連、孫良鑫、辛文棟、郭剛、薛寶科有效3其他黃土地區高速鐵路列車特殊振動的不良地質環境效應及其成災機理研究結題報告中國中國院科13-112017年11月01日中鐵第一勘察設計院集團有限公司孟祥連、舒磊、張波、楊立中、賀玉龍、張光明宋玉蘭、王華江、苗曉岐、黃勇、周福軍有效4論文快速鐵路路堤段地面振動特性中國10.3969/j.issn.1671-1637.2014.03.0062014年07月22日西南交通大學張光明、賀玉龍、楊立中、蘇凱有效5論文鐵路橋梁段環境振動分頻段預測方法中國10.13637/j.issn.1009-6094.2015.01.0592015年04月14日西南交通大學張光