项目对高速铁路软土地基沉降变形规律与控制方法进行系统研究，有效完成预计研究目标，并取得系列研究成果：（1）揭示路堤荷载下高速铁路软土地基沉降变形机理，并提出控制方法：①针对高速铁路地基软弱土的结构性特征与次固结变形特性，提出结构性土的累积变形预测模型；②开展PCC桩-网结构复合地基沉降控制长期现场监测试验研究，揭示加筋垫层刚性承台效应和拉膜效应特征等影响下PCC刚性桩承式路堤受力机理；③开展XCC桩-板结构复合地基沉降控制与变形机理研究，并提出桩板式路堤整体变形预测方法；④开展桩-筏结构复合地基沉降控制与变形机理研究，提出筏板下地基反力模型的路堤荷载下桩-筏结构复合地基沉降计算方法。（2）揭示高速列车荷载下软土地基沉降变形机理，并结合控制方法探讨高速列车荷载-路堤-桩网/桩筏/桩板结构-地基耦合相互作用机理：①开展高速列车荷载作用下软土动力特性研究，揭示不同频率、围压的长期交通循环荷载作用下动应力和孔压变化模式及临界动应力比及其强度的发展规律；②揭示高速列车荷载作用下PCC桩承式路堤工作性状，着重揭示PCC 桩动力响应和土拱效应特征；③剖析饱和地基中PCC桩复合地基的动力响应，完善高速列车移动荷载下桩基-垫层和路堤的耦合振动理论；④分别从实测和室内试验出发，提出高速列车荷载下复合地基和软土下卧层累积变形计算方法；⑤开展高速铁路地基沉降动态观测，提出CFG桩-网复合地基工后沉降预测方法。（3）开展高速铁路基床的动力特性与路堤变形规律研究：①研究围压、压实度和频率对路基基床材料动弹性模量影响，揭示了路基基床材料瞬态动力学特性；②开展高速铁路基床填料大型动三轴试验，分析加载波形、频率、含水率对残余变形和动态回弹模量的影响，揭示了高速铁路基床累积变形规律；③开展高速铁路基床的损伤特性足尺模型试验，揭示路基基床材料的动力损伤特性；④通过分析预测建设期、运营期等的路基沉降规律，提出了高速铁路动力损伤引起路堤变形的预测与控制方法。（4）基于速度、基床厚度和刚度影响因素分析，开展高速铁路列车-轨道-路基-路堤-软土介质动力耦合系统数值模拟，揭示累计塑性变形规律，提出了工后沉降预测方法。（5）开展高速铁路路桥过渡段差异沉降研究，分析倒梯形过渡段的坡比以及过渡段的弹性模量对路桥过渡段沉降的影响。项目研究成果为我国高速铁路设计、建设和安全维护提供重要参考依据。 2100433B

软土地区高速铁路工后沉降控制是一个复杂课题，尽管我国已有数条客运专线投入运营，但以桥代路为主，路堤工后沉降能否达到技术要求尚无定论，目前大规模的高铁建设急需解决这个难题。本项目针对软弱土的复杂性和高铁工后沉降要求严格的特点，通过室内大中型静动三轴和流变三轴试验、大型模型槽和现场原位试验及现场监测、数值仿真和理论分析等手段，重点研究高速铁路路堤荷载和列车动载条件下软弱地基土固结、次固结变形特性和基床填料的动力损伤特性，研究桩网、桩板及桩筏结构复合地基控制软土地基沉降变形特性等内容，揭示复杂条件下高速铁路软土地基变形机理，建立路堤荷载和高速列车动载下考虑软弱土结构性本构模型、长期变形计算方法、桩网、桩板及桩筏结构等复合地基沉降变形计算方法、桩基-垫层和路堤耦合作用基本理论、基床填料动力损伤模型以及动力损伤引起的路堤累积变形预测方法、路桥过渡段差异沉降等，为我国铁路建设和安全维护提供科学依据。

首先建立完善的汽油机加速瞬态工况动态模型，包括进排气特征模型、油膜蒸发模型等。然后模拟汽油机实际工作时的加速状态，对其燃烧特性进行试验研究。研究汽油机加速瞬态工况下的运转参数及其变化率与燃烧参数的关系；探讨燃烧参数的瞬态特性；研究汽油机加速瞬态工况下的进气、喷油及放热的动态响应；研究汽油机加速瞬态工况下排放指标的最敏感参数（空燃比）的变化规律以及油膜变化对其影响规律。最后针对实际瞬态空燃比控制过程中，氧传感器存在传输时滞，常规神经网络收敛速度慢，无法适用于实时性要求极高的瞬态空燃比控制等问题，设计基于混沌优化的复合自适应神经网络控制器优化汽油机加速瞬态空燃比，进而研究汽油机加速瞬态工况下的燃烧规律，证实其控制方法的有效性。该项目旨在为寻找汽油机加速瞬态燃烧规律、优化瞬态空燃比和降低排放奠定理论基础，为提高汽油机燃油利用率，降低排放量提供新的原理和方法，具有较大的理论意义和实用价值。

本项目围绕高速铁路散体道床力学行为、状态劣化机理及累积变形规律等关键科学问题，开展了道砟颗粒三维几何形态重构及其离散元模拟方法研究，道砟颗粒静态压碎力学行为及细观机理研究，道砟材料剪切力学行为的室内试验与离散元模拟，高速铁路道砟振动特性的室内试验与离散元模拟，400万次循环作用下散体道床累积变形与道砟劣化的1:1实尺模型试验研究，荷载工况和道砟参数对道床累积变形的影响机制与规律研究，高速铁路有砟轨道几何状态预测分析与控制方法研究。本项目研究建立了高速铁路道砟几何样本库和道砟离散元模型样本库，发展了铁路道砟力学性能试验技术，提出了综合运用离散元、有限元、车辆-轨道耦合动力学的散体道床力学行为模拟新方法与新技术。通过实验研究和数值模拟分析，获得了道床累积变形规律及道砟颗粒磨损与破损劣化统计数据，给出了道砟破碎力学行为的统计特性和细观力学机制，获得了含沙道砟、土工格栅强化道砟直剪力学性能与参数影响机制，揭示了行车速度、荷载条件、道砟级配以及格栅加固等对铁路道砟振动和累积变形的影响规律。项目研究还提出了有砟轨道道床不均匀沉降与钢轨变形映射关系的求解方法，给出了道床沉降导致的轨枕空吊以及车辆通过时轨枕与道床间动态的接触/空吊的状态阈值，提出了基于列车运行动力学品质的不平顺敏感波长及波深控制建议限值。项目研究成果为高速铁路有砟轨道工程设计与养护维修提供了理论支撑和应用参考，其中，关于有砟轨道不平顺的研究成果在中国铁路总公司技术标准《高速铁路有砟轨道不平顺谱》的制订中得到体现。 2100433B

内容简介

《软土地基与深基础工程》结合研究生和高年级本科教学的需要，系统地介绍了软土地区，特别是上海地区软土工程性质和地基基础工程的基本原理、设计计算方法和施工技术等。全书共分7章，主要内容包括软土地基的工程性质、软土地基处理、软土的动力特性与地基抗震、软土中的基坑工程、软土中的深基础（桩基、沉井和地下连续墙）、软土地基与基础的共同作用、地下水与基础工程等。

《软土地基与深基础工程》可作为土木工程专业研究生和高年级本科生教材，亦可供其他从事土木工程勘察、设计、施工和监理的专业技术人员参考。