针对服役隧道仰拱结构隆起和轨道板开裂病害的机理分析和整治问题，综合采用现场结构病害特征分析和室内试验相结合的研究方法，探究沪昆铁路某服役隧道仰拱隆起变形和轨道板开裂的病害机理；基于结构开裂病害特征和病害机理分析，提出“施作注浆锚管-基岩注浆-拆除并重构仰拱结构”的综合整治措施；采用该综合整治措施指导背景工程施工，监测并分析施工过程中基岩-仰拱接触应力演化规律。结果表明：基岩遇水膨胀变形是引起仰拱等支护结构局部抬升、结构内力增大和不均匀变形、开裂的主要原因；基岩承载力降低和局部高地应力挤压作用引发的应力集中，以及仰拱结构刚度和受力不均等因素，同样加剧了基岩-仰拱结构的非协调性变形、开裂风险；基岩和重构仰拱间接触应力呈阶段性发展规律，整体表现为先缓慢增大后逐渐收敛并趋于稳定；3个监测断面的基岩-仰拱接触应力均值分别为167.83，169.51和165.82 kPa，可确保隧道结构受力稳定和安全。结合病害机理分析采取的整治措施可有效防控服役隧道仰拱隆起和结构开裂，研究成果为类似工程病害的整治和预防提供了方案设计和工程应用借鉴。

针对轮胎衍生骨料（Tire-Derived Aggregate，TDA）对钢渣道砟劣化影响研究不足的现状，通过洛杉矶磨耗试验探究不同TDA含量对钢渣道砟劣化的抑制机理。首先，采用洛杉矶磨耗率、脏污指数及破碎率分析TDA含量对钢渣道砟劣化的影响；然后，根据掺入不同TDA含量的钢渣道砟在试验前后的二维图形信息，采用图形分析法，从微观尺度研究钢渣道砟表面纹理和棱角性等特征指标的变化规律，并分析掺入不同TDA含量条件下钢渣的劣化机理。结果表明：当TDA含量由0%增至10%时，钢渣道砟的洛杉矶磨耗率、脏污指数均快速减小（降幅分别为33.1%和37.4%），而当TDA含量由10%增至20%时，洛杉矶磨耗率、脏污指数仅轻微降低（降幅分别为8.5%和8.6%），但破碎率却始终呈线性减小的变化规律（平均降幅为17.7%），即TDA含量的增加增强了钢渣道砟的抗劣化性能；在微观尺度上，TDA的掺入通过耗散冲击能量、降低应力集中，增强了钢渣微观棱角与粗糙度的保留能力，而在宏观上表现为洛杉矶磨耗率、脏污指数、破碎率的下降，即抗劣化性能得到了提升。

由于更高速度铁路车桥动力响应具有显著的随机性，因此为探明时速400 km列车过桥动力响应的特点及概率分布特征，基于虚拟激励法与全过程迭代法建立车桥耦合随机振动模型，并与蒙特卡洛法仿真结果进行对比验证。基于此，分析时速400 km下列车运行安全性与平稳性指标的时频分布规律，并研究不同基频简支梁在更高速度列车作用下的车桥动力响应随机特征。结果表明：车桥响应的功率谱及标准差随时间变化而变化，呈现典型的非平稳特征；桥梁动力系数主要受列车轴式、轴距控制，受不平顺随机激励的影响很小；简支梁共振条件下轮重减载率随速度增大而显著增大，车体振动加速度对简支梁共振响应不敏感；简支梁基频对列车轮重减载率和车体振动加速度影响较小，但轨道不平顺的随机性对桥梁竖向振动加速度与轮重减载率的影响显著。

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。

为明确地铁盾构隧道管片斜螺栓接头受力特性及失效机理，首先，针对依托工程2块相邻管片标准块设计并开展足尺试验，分析斜螺栓管片接头各部分混凝土在承载时的应力应变发展规律，分阶段研究管片接头的破坏过程；然后，建立数值模型，对比数值模拟和足尺试验2种方法下的管片接头破坏过程及特征变化规律，验证所建模型合理性并确定反映各阶段承载力的特征荷载值；最后，分析混凝土强度、接头空隙及螺栓强度对承载性能的影响规律。结果表明：管片斜螺栓接头破坏过程呈现4阶段特征，开裂阶段螺栓为主要承力部件，刚度曲线变化与破坏阶段对应，但螺栓约束作用存在显著的空间衰减特性；接头承载性能在开裂后下降，在外弧面接触后回升，接缝混凝土受压区随内弧面张开角逐渐上移，且斜螺栓在接缝面受力最大、变形显著，混凝土裂缝最先出现在接缝面部位；管片混凝土等级在C50~C60时对接头刚度变化的影响最为显著，接头空隙在3~4 mm时对接头刚度的提升效果最好，此时选取6.8~8.8级螺栓可兼顾经济与承载性能。

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。

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。

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。