我国高铁跑出了世界之最，也“跑”到了前沿的、不知道的科学问题面前——重达数十吨的车厢奔驰而过期，高铁路基经受着怎样的检测？怎么精确描绘、应对列车对路基的检测，对高铁的稳健与安全来说至关重要。
浙江大学紫金港校区的建工试验大厅里，“驻守”着一台全世界绝无仅有的试验设备：它能精确模仿全国各地高铁运转的状况，最高时速可达360公里，协助科学家观察高铁路基的沉降规则，探究沉降操控与修正的办法。
12月26日，教育部发布2017年度“我国高等学校十大科技发展”，这项边学成教授领衔、陈云敏院士团队创造的“高速铁路列车运转动力效应试验体系”当选。
我国高铁最密布散布的东南沿海地区，大部分归于软土地基，是沉降最易发生的地段。
“列车要平稳运转，路基的沉降有必要操控在15毫米规模以内。”边学成说，这一沉降操控精度，远高于高速公路，乃至飞机场沉降要求。“假如沉降过大，小则发生车身动摇，影响舒适度，大则有或许引发列车安全问题。”
路基沉降的重要原因是列车运转发生的荷载。“早年的路基沉降操控理论与技能，都是以低速列车为研讨目标的，可是现在状况变了，时速350公里的高铁年代现已来了。”边学成介绍，当高铁速度挨近或超越路基土体的动摇传播速度时，列车运转发生的轰动会发生共振式的扩大，称之为铁路上的马赫效应。
现在，以美国铁路联合会交通技能中心(TTCI)和我国铁道科学研讨院为代表的研讨机构，都选用了环形线路做列车运转试验，即让一列真实的列车沿着环形线路运转，展开相关试验。因为遭到曲率半径的约束，车速最高能到达200公里，难以到达现有高铁的实际作业速度。另一种广泛选用的试验手法是定点循环加载，但它显着的限制是无法再现列车接连移动时发生的动力效应。
在一次评论中，陈云敏和边学成灵光一现：要模仿轮子接连驶过路基的进程，不是非要用跑动的轮子，可以在“不动”的轨枕上做文章。也就是说，轮子是动的，但支撑铁轨的轨枕是不动的，并且荷载正是经过铁轨传给路基的，模仿车轮移动的问题，可以转化为模仿对轨枕加载的问题！
设备的规划难题变得方便的解决，根据这一思路，团队在世界上初次提出并规划了高速铁路全比尺动力试验立异设备。
试验大厅里，记者看到了这个巨大的试验设备。设备底部是高达8米的路基，路基之上是轨枕和铁轨，这些悉数来自于全国各条铁路线，唯一铁轨之上的“列车”不是“车”，而是8个动力激振器。
“这些激振器每秒最快能起降30次，像‘弹钢琴’相同快速地此伏彼起，把车轮驶过铁轨的接连进程模仿出来，最高可以模仿轮轴荷载达20吨的列车以360公里的时速驶过铁轨。”边学成说。
课题组形象地将这一试验设备称为“假车真路”。投入到正常的运用中时，先建成与现场条件相同的路基，再由激振器模仿不同速度的列车重复驶过的状况。实际中长达10年的高速列车荷载，这套试验设备“弹”一个月“钢琴”就能交出数据。科研团队还配套研发了降雨模仿设备和地下水位升降操控设备，模仿在暴雨和地下水变化等更为杂乱条件。设备现在“持有”国家创造专利11项，美国创造专利2项。
自2008年我国第一条高铁京津城际高铁建成运营以来，第一批高铁已确认进入保护阶段。研讨团队正与全国多家铁路单位展开着协作研讨，试验室里累积着来自全国各条铁路的数据，相关理论和技能则“输出”到许多铁路线上。下一年，试验设备的作业“档期”现已排满了。
材料显现，科学家经过这套试验设备，提醒了高铁路基内部动应力扩大效应及沿深度衰减规则，循环累计沉降规则和发生过大沉降的机理。据此提出了路基循环累积沉降点评、操控和修正办法，并成功应用于软土地基上的10余项高铁和地铁工程。
边学成介绍，高铁路基的修理，通常在清晨的铁路运转“天窗期”进行，他和他的小组成员常常会在这一时段出现在铁路线上，与高铁保护技能人员一同，在繁忙高铁线路不断运的状况下进行沉降修正。
