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。

沙粒侵入有砟道床会严重威胁其长期稳定性与行车安全。基于风洞试验与粒子图像测速技术，通过系统测量并分析沙粒运动的速度场、方向分布及通量输运的时空演化特征，研究风沙环境中铁路有砟道床周围沙粒的运动规律。结果表明：风沙流在穿越道床-钢轨系统时，其流场结构发生显著改变，呈现明显的速度分层与流动方向重构现象；沙粒运动方向沿程经历集中、偏转、混沌和恢复的典型演化过程，其方向集中度由迎风侧的0.959下降至轨间区域的0.200，并于背风侧回升至0.639；沙粒通量沿程衰减约48%，近地层沉积效应显著，各测量位置中向下运动的沙粒占比普遍高于60%。有砟道床通过能量耗散和筛选作用双重机制影响风沙输运，能量耗散持续削弱气流挟沙能力，筛选作用则促进沙粒在道床内部沉积。

为进一步强化高铁在应对自然灾害、周界入侵/异物侵限及外部环境安全等风险时的智能识别、评估预警与主动防控能力，以高铁运行环境安全主动控制理念为指引，提出1种高铁运行环境安全主动感知与预警方法。通过分析高铁运行环境安全主要影响因素的作用机理及时空演化规律，揭示多种风险源对行车安全的扰动机制。在此基础上，设计全时空场景下高铁运行环境安全态势感知方法，涵盖气象灾害精细化预测、多模态融合的周界入侵/异物侵限别和空天地协同的外部环境隐患智能感知，进而构建相应的智能评估预警模型，并制定主动控制及应急处置策略。结果表明：大风精细化态势感知的风速预报准确率达93%；与现有同类智能方法相比，报警信息从系统产生到超视距车载终端显示的传输时延从2.364 s缩短至1.651 s。该方法可为工程化应用提供系统化解决方案，具有良好的工程化应用前景。

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。

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。

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。

随着铁路行业快速发展，客运任务持续增加，客站面临日益严峻的客流安全问题。为实时监测客流动态、精细化解析客流多粒度特征，提出1种基于视频分析技术的客站多粒度动态客流评估（MYDC）模型。首先，构建铁路客运站客流数据集；其次，设计基于YOLO和判别式相关滤波（DCF）跟踪算法的旅客客流细粒度特征感知网络，并改进面向客站的自适应人群定位Transformer（CLTR）模型，以捕捉客流整体分布的粗粒度特征；最后，基于客流的物理属性及其微观与宏观特征，构建多注意力时空图卷积网络（MASTGCN），挖掘客流的时空动态趋势，评估站内客流安全风险等级。结果表明：细粒度特征的提取累计误差为6.9%，粗粒度特征的识别精确率为89.1%，客流安全评估模型的召回率为87.5%。该模型可为客流管理提供精准的数据支撑，具有较强的工程应用价值。

25 Hz相敏轨道电路存在迂回回路不能用于检查断轨的问题，受此影响现场运营长期未能明确断轨状态下受端电压的变化规律。为排除安全隐患提供理论基础，基于多导体传输线（MTL）建模方法，将25 Hz相敏轨道电路迂回回路上的多个区段等效为1个迂回区段，采用六端网络分析断轨区段和迂回区段的电压和电流关系，通过扼流变压器（IB）和大地形成断轨区段和迂回区段的耦合电路，建立25 Hz相敏轨道电路迂回回路模型，得到MTL方程；基于变压器互感电路原理，分析断轨区段送端和受端IB的电压和电流关系，推导IB边界条件参数矩阵，求解得到25 Hz相敏轨道电路断轨状态下沿线电压和电流，提出基于IB边界条件的解耦算法；在通过实验室和现场验证迂回回路模型和解耦算法正确性的基础上，满足断轨状态下迂回回路受端电压不为0 V的前提，分析IB连接方式、断轨位置、道床漏泄和横向连接距离等不同参数对受端电压的影响。结果表明：在IB全连接区段，断轨位置越靠近区段中部，道床电阻越大，受端电压越高；在送端或受端IB连接断开的区段，断轨位置越靠近IB连接的一端，受端电压越高；道床电阻增大，受端电压先升高后降低；横向连接距离超过2 km后，受端电压几乎不会变化，可将该值设为横向连接距离参考值；断轨状态下受端电压越高越不利于断轨检查，应对IB全连接的区段采用受端电压降为40%、送端或受端IB连接断开的区段采用断开IB连接端单侧钢轨连接线等方式测试断轨检查。

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。