第一作者：王金晨

通讯作者：李森

全文链接： https://doi.org/10.1038/s43247-025-02287-0 

近日，环境学院李森课题组在Nature集团旗下期刊《Communications Earth & Environment》（中科院一区Top期刊）发表了题为“Impact of environmental and operational stress on defect formation in China’s high-speed rail subgrades”的研究论文。该研究通过结构方程建模（SEM）和历史病害数据集，系统分析了影响中国高铁路基基础设施的多重因素，深入揭示了环境与运营压力对路基病害形成的作用机制。项目得到了国家自然科学基金高铁联合基金重点项目（U2034203）的支持，合作单位包括三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室和俄罗斯圣彼得堡国立大学地球科学研究所。

随着中国高铁网络的快速扩展和极端气候事件的频发，高铁路基的稳定性面临越来越大的挑战。本研究针对三种常见的路基病害：沉降、膨胀隆起和翻浆冒泥，发现它们通常在相似的环境和运营压力下同时发生。研究表明，特定的土地利用类型、地貌特征及高铁运营条件在加剧这些病害的发生中起着关键作用（图1）。具体而言，裸地对沉降和膨胀隆起的影响最为显著；冻害与年冰冻天数密切相关；而翻浆冒泥则与年均降水量呈现高度相关性。研究还强调了空间滞后效应（例如病害扩展）的重要性，提示在管理和控制这些病害时，必须考虑到这一因素。基于现有气候预测和高铁运营规划，研究预测中国高铁路基的沉降、翻浆冒泥和膨胀隆起等病害将在未来增多。因此，提出了对环境监测和风险评估采取前瞻性措施的迫切需求，以有效缓解未来病害风险的增长。

图1 高速铁路基病害的因果路径及影响强度：a 路基沉降，b 冻害，c 隆起变形，d 翻浆冒泥。标准化路径系数显示在箭头旁，量化假设影响，箭头的粗细表示关系的强弱。显著的路径系数用星号标记，表示统计显著性水平。