为优化我国铁路救援列车布局以提高铁路应急救援效能，在弧段风险量化的基础上，对遗传-模拟退火混合算法进行改进。首先，构建多维度路网风险量化评价指标体系，运用熵权-TOPSIS法对路网各弧段进行风险量化评价，并结合覆盖理论，构建以路网救援覆盖率、救援时间满意度和救援列车布局成本为目标的铁路救援列车最优布局模型；其次，设计多阶段自适应模拟退火遗传算法（MP-ASAGA）对模型进行求解，将求解过程分为重点搜索全局最优解的探索阶段和重点加速收敛的开发阶段，在各阶段采取不同进化策略提升算法的求解性能；最后，以我国某铁路局的实际路网数据为案例进行计算验证。结果表明：与案例中路局的原布局方案相比，运用所提方法求解得到的铁路救援列车最优布局方案的路网救援覆盖率提升8.99%，救援时间满意度提升11.62%。该方法可为铁路救援列车的布局优化及救援效能提升提供相应的理论支持。

为探究高速铁路长大隧道音爆时初始压缩波特性，分析其与隧道音爆发生的相关关系，基于某长大隧道实车试验，以音爆产生机理和初始压缩波传播路径为切入点，对比分析音爆前后隧道内初始压缩波气动压力和压力梯度峰值的纵向分布规律，明确音爆发生时动车组速度对峰值的影响，讨论洞口缓冲结构型式和车型对音爆的影响。结果表明：在非线性效应作用下，初始压缩波在传播过程中发生激化导致音爆；对于测试隧道，无论音爆发生与否，初始压缩波气动压力峰值在隧道内均表现为沿纵向先增后减的趋势；音爆发生时，近列车驶出端的初始压缩波压力峰值较驶入端有所提高，以时速340 km为例，列车驶出端测点初始压缩波气动压力正、负峰值和峰峰值较驶入端分别增大了36.53%，11.22%和20.71%；速度提升后音爆发生概率增大，此时列车驶入端至隧道中心段测点初始压缩波气动压力峰值较低速时的变化率更高；音爆发生时，初始压缩波在传播一定距离后压力梯度峰值激增，列车驶出端较驶入端增幅明显，时速340 km时测试隧道内两者相差近9倍；发生音爆时测试隧道内压力梯度峰值与速度的6.5~9.6次方成正比，而未发生音爆时则与速度的3.5~4.6次方成正比；隧道的斜切式缓冲结构较倒切式缓冲结构更有利于避免隧道音爆的发生。

针对时速400 km高速铁路隧道洞口微气压波危害加剧的工程问题，为探明实际地形与缓冲结构耦合作用下的微气压波辐射特征，采用三维非定常可压缩流动的Navier-Stokes（纳维-斯托克斯）方程和SST k-ω湍流模型，以隧道断面当量直径D（10 m）为特征尺度，系统研究隧道出口简单平地与半堑半堤实际地形在有无缓冲结构工况下的微气压波峰值、波形、衰减规律及空间指向性等辐射特征。结果表明：缓冲结构通过侧开孔提前辐射微气压波，有效降低了隧道洞口轴向（隧道线路正前方，方位角θ=0°）的微气压波强度；缓冲结构在2D处可有效降低峰值并改变其波形，但在8D处则引起峰值增大，且对展向方向（如θ=+45°，+90°）的微气压波具有增强作用；地形变化对隧道轴向微气压波影响相对较弱，但显著影响两侧区域：路堑处（θ>0°）微气压波峰值大于简单平地，路堤处（θ<0°）峰值最低，路堑斜坡对堑顶以下位置微气压波产生聚集效应，而路堤则使传播路径分散，导致峰值降低；微气压波沿隧道轴向的衰减程度最小，且随方位角θ增大衰减显著加快，相同方位角下路堑处的衰减程度大于路堤；微气压波的指向性受缓冲结构和实际地形的显著影响，当传播距离达到5D时，缓冲结构影响可忽略，此时地形主导指向性，即简单平地呈现轴向指向性，半堑半堤地形则因路堑聚集与路堤分散效应而呈现［0°，+45°］区间指向性。研究结果可为时速400 km高速铁路隧道洞口缓冲结构优化设计及洞口区域的地形处理提供理论依据。

为应对铁路客运数据规模激增衍生的数据安全风险，实现敏感信息智能识别与动态防护，提出基于数据知识库的铁路客票敏感数据智能识别技术。通过构建“法律法规—行业标准—企业规范”3级知识库，结合铁路客票历史数据，设计多层次敏感数据智能识别算法，实现对多模态数据中敏感信息的高效精准识别。在此基础上引入图技术，构建数据资产及敏感数据血缘关系图谱，依据数据间流转拓扑关系，完成敏感信息标签在相关数据节点间的高效传播。结果表明：所提技术在结构化数据处理方面，可实现约21.7万条 · s^-1的敏感信息识别效率，约为传统方案的2倍；在非结构化数据处理方面，通过领域知识图谱注入，将敏感实体识别的F₁值提升至91.24%，上下文误判率下降至5.88%；多媒体图片文本提取及敏感信息识别准确率达93.71%。该技术可显著提升铁路客票敏感数据识别的准确性与处理效率。

为探究浆液流变性对壁后注浆过程的影响，首先，采用旋转黏度计测试不同配比下水泥基浆液的流变行为，分析不同配比对流变参数的影响；然后，结合Herschel-Bulkley模型和流体模拟软件，建立壁后注浆数值模型；最后，探究注浆孔位置和数量、注浆压力、浆液配比等因素影响下的注浆过程和注浆效果。结果表明：屈服应力和稠度系数主要受水胶比影响，但水胶比超过0.85后影响减弱；流变指数受水胶比、膨水比和灰粉比影响均较为明显，但规律性较差；浆液填充过程中只有顶部区域经历4阶段演化，其余区域均为2阶段；拱顶附近布设注浆孔可提高顶部区域填充效果，增加注浆孔数量可加快浆液填充速度，但会降低快速增长阶段的浆液总体积；增大水胶比或减小膨水比均可减小屈服应力，从而提高填充速度与填充量；增大浆液密度会延缓前期填充，但有利于增大后期浆液总体积；中部注浆孔压力较大会抑制后期填充速度与填充量，为实现较好的填充效果，应做到上部注浆孔压力最大、中部注浆孔压力最小。

通过三维CFD数值仿真方法，研究400 km · h^-1速度级的CR400动车组在隧道内单车通过及双车交会时，隧道壁面及车体表面横纵方向的气动压力时空分布规律，量化隧道壁面及车体表面负压区域及边界条件。结果表明：隧道内气动压力可与车型及列车速度、隧道长度等参数关联，形成理论模型；不同车型以400 km · h^-1速度单车通过隧道时，作用于隧道壁面气动压力峰值差异有限，相较于CR400BF动车组，CR400AF动车组的气动压力正峰值仅增加1.1%、气动压力负峰值仅增加0.9%；动车组表面气动压力在横、纵方向上均表现出较高的均匀性，单车通过和双车交会时，同一时段下车体表面均基本处于同一压力状态；不同隧道长度下，动车组速度为400 km · h^-1时，单车通过隧道时隧道中心处膨胀波负压与动车组车体自身负压相互叠加，车身承受的气动压力负峰值达-4.60 kPa，隧道内不同位置双车等速交会时，最大负压出现在隧道中心交会工况，气动压力负峰值达-9.68 kPa；隧道中心双车等速交会时，存在导致交会负压区域内负压效应显著加强的不利速度边界。

随着我国西部建设的不断推进，对复杂地形条件下桥梁基础承载机理与设计方法的研究日益重要。围绕山区铁路桥梁嵌入式基础的受力特性与结构设计，研究组合荷载作用下边坡岩体的潜在破坏模式，建立斜坡地形条件下嵌入式基础-岩体体系的理论计算模型，揭示基础与边坡岩体之间的相互作用机理；在此基础上，结合极限平衡理论，推导斜坡条件下竖向嵌入式基础与拱座倾斜嵌入式基础的极限承载力计算式，并对忠建河特大桥嵌入式基础的设计合理性进行验证。结果表明：竖向嵌入式基础的主要破坏模式为桩端岩体的整体剪切破坏，随着坡外剪力和弯矩荷载的增大，基础-岩体体系易发生水平剪切破坏；拱座倾斜嵌入式基础的主要破坏模式则为桩端与桩侧的联合破坏，桩基上部区域受荷载变形显著，呈现柔性特征，而下部区域以刚性变形为主；依据验算结果，2类基础的设计参数均满足承载要求。研究成果为山区桥梁基础设计和稳定性分析提供了理论依据与工程参考。

铁路隧底结构在高地下水压力与围岩膨胀作用下易产生隆起变形，从而引发轨道不平顺，影响高速列车的安全平稳运行。为探究铁路隧道内无砟轨道上拱变形规律，基于相似准则构建无砟轨道-隧底结构相似模型，并借助3D打印技术制备相应物理模型，采用特制加载工装对隧底荷载进行模拟与控制。结果表明：在隧底荷载作用下，各结构层表面均受拉，且中心水沟表面受拉最为显著；各结构层的横向应力明显大于纵向应力，使得结构更易沿纵向开裂，与现场实际裂纹分布特征相吻合；施工缝处的变形挤出效应显著，中心水沟这一薄弱环节导致隧道中线的变形量整体高于道床板中线，随着隧底荷载的增加，变形幅值基本上呈线性增长，两者差异进一步拉大；仰拱欠厚与曲率减小均显著加剧隆起变形的产生与传递，其中仰拱厚度的减小导致上拱幅值呈幂函数增大。研究结论为隧底结构隆起病害的控制与结构优化设计提供了一定参考。

为适应现代铁路桥梁抢修的需求，提出一种基于可伸缩斜腹杆的可展式铁路中等跨度抢修梁技术方案。该抢修梁以可展构架单元为基本单元，可通过斜腹杆的伸缩实现折叠与展开，解决既有抢修梁拼组效率和储运空间不能兼顾的技术问题，同时适应普铁、高铁桥梁的抢修要求。建立有限元分析模型和多体动力学模型，对可展铁路抢修梁进行静力学分析和车桥耦合动力响应分析。结果表明：可展铁路抢修梁的应力水平、位移能满足《铁路桥涵设计规范》限值要求，客货共线铁路列车（ZKH）荷载作用下抢修梁各杆件应力最大；斜腹杆布置方式对可展铁路抢修梁的极限承载力具有显著的影响，斜腹杆倒“八”字形布置时极限承载力较高；32 m跨3种桁架配置类型中，重型桁架抢修梁各项动力响应指标较优；轮重减载率是控制列车运行速度的关键因素，高铁列车通过32 m跨度可展铁路抢修梁的限速可控制在120 km · h^-1。

铁路桥梁全生命期成本分析能够为桥梁设计方案的选择提供更为合理的数据支撑。以1座高速铁路桥梁为例，结合桥梁跨度需求，提出索加劲连续刚构桥和拱加劲连续刚构桥2种设计方案，基于概算分析，对2个设计方案的建设成本进行计算；考虑拉索性能时变规律的不确定性，建立计算桥梁运营中拉索、吊杆体系失效概率的时变模型，确定拉索、吊杆更换时间；针对拉索更换和拱肋涂装等维护行为，计算2种设计方案的运维成本，分析资本时间价值对运维成本的影响；考虑全生命期成本分析中数据和计算模型的不确定性，给出2种设计方案全生命期成本的分布区间。结果表明：桥梁运营期间检测、维修、加固成本对全生命期成本有较大影响，提出的全生命期成本分析方法能够有效预测运营期管养时间，为全生命期成本准确估计提供支撑；在全生命期成本分析过程中，需充分考虑建设及运营过程的不确定性及成本的时间价值；对于案例桥梁，从全生命期成本角度来看，索加劲连续刚构桥设计方案更具优势。