径向不耦合装药孔壁冲击压力特性

径向不耦合装药结构广泛应用于实际爆破工程中,为探究径向不耦合装药孔壁冲击压力的变化规律,基于冲击波理论,利用激波管模型对径向不耦合装药条件下孔内波系作用过程进行简化分析。研究了孔内爆炸冲击波在各介质面的冲击压力,获得了径向不耦合装药条件下孔壁初始冲击压力的计算表达式,模拟了径向不耦合装药时冲击波的作用过程。研究结果表明:径向空气层的存在极大削减了爆炸冲击波压力,孔壁峰值压力在不耦合系数1~2时发生指数型衰减,在不耦合系数大于2时,其衰减速度较缓慢。冲击波作用在孔壁处时存在多个波峰,且初始峰值压力最大,后续峰值压力随时间的延长逐渐减小;随着不耦合系数的增大,初始峰值压力逐渐减小且到达峰值压力的出现时间也逐渐延后;不耦合系数越大,多波峰特性越明显,不耦合系数较小时峰值压力较大,会对围岩产生较大的破坏。为减小对围岩的破坏且满足相应的爆破要求,应充分利用不耦合系数较大时的多波峰特性,根据岩石性质选择合理的径向装药系数。

网状孔壁碳化硅基多孔陶瓷的制备及其颗粒物过滤研究

为了提高碳化硅基多孔陶瓷的过滤性能,以碳化硅粉体、氧化铝粉体、聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、稳泡剂硅油(阿拉丁)为原料,通过聚氨酯发泡技术,研制了三维(3D)网状孔壁结构的碳化硅基多孔陶瓷试样,并探索了料浆固含量(固相质量分数分别为45%、50%、55%和60%)对试样显微结构、物理性能和颗粒物过滤性能的影响。结果表明:1)随着固含量的升高,试样体积密度和常温耐压强度提高,显气孔率降低;2)聚氨酯发泡过程中产生的微孔会分布在陶瓷孔壁上形成网状孔壁结构,增大颗粒物与孔壁碰撞概率,提高试样的过滤效率;同时,网状孔壁结构还可以提高试样气孔贯通性,降低其压降;3)当固含量为55%(w)时,试样体积密度约为0.57 g·cm^(-3),显气孔率为79.2%,常温耐压强度为3.7 MPa;且对颗粒物的去除率高达91.2%,具有良好的再生性能。

炮孔壁初始冲击压力直接测量试验研究

基于电测法构建出一套测试系统对孔壁压力进行直接测量,以获得现场岩石炮孔中的孔壁压力实测数据,根据灵敏度、抗冲击和抗干扰能力等参数,选择PVDF压电传感器作为压力测试系统的敏感元件;根据爆炸荷载的加载特性,选择并联25Ω碳膜电阻的电流模式作为系统的测试电路;最后根据带宽、采样率等参数选择示波器进行数据采集。将测试系统应用于高速公路边坡爆破开挖中,试验得到炮孔壁轴向距炸药0、0.1、0.2、0.3 m 4个位置的压力时程曲线,结果表明:在90/32的装药条件下,轴向距炸药0~0.3 m范围内,孔壁峰值压力范围为1 446~156 MPa;各测点的压力上升时间为6.1~1.5μs,距离炸药越近、压力上升时间越长;对试验值进行拟合,发现在轴向距炸药0~0.3 m范围内孔壁压力峰值呈幂函数递减。试验验证了孔壁压力直接测试系统的可靠性。

深孔轴向多段间隔装药孔壁冲击压力分布

为确定地下垂直长深孔爆破时合理的空气间隔长度,基于爆轰波理论,分析了多段间隔装药爆破条件下孔壁冲击压力随间隔长度变化的内在分布规律函数;依据Mises准则,得出了不同岩性时合理的间隔长度参考值,并通过数值模拟和现场爆破试验进行了验证。结果表明,空气间隔段孔壁冲击压力沿炮孔轴线从两端向中间骤降,但在中点周围略微增大,压力曲线呈两端大、中间小、中点周围略微凸起的“W”形对称分布。

长螺旋钻孔压灌桩施工中的孔壁稳定性控制研究

长螺旋钻孔压灌桩是一种被广泛应用于各种工程项目中的地基处理技术,其施工过程中孔壁稳定性的控制是保证施工安全和质量的关键环节之一。本文探讨了孔壁稳定性控制的重要性、土壤类型、钻孔直径和深度、孔壁支护方式和材料选择、钻进液的选择和使用、土壤处理措施等内容,并对不同工程项目的孔壁稳定性控制方法进行了比较分析,以期为相关领域的工程技术人员提供参考和借鉴,提高工程质量和效率。

高压气体致裂煤岩孔壁应变响应特征研究

目前缺乏对空气致裂全过程进行精准监测和评价的手段,而应变监测能够实时记录裂纹萌生和扩展的过程。通过研究高压气体冲击全过程中孔壁的应变响应,可明确致裂过程裂纹与应变响应之间的关系,获得最优致裂角度。为了探寻高压气体致裂煤岩体过程中裂纹和与应变之间的关系,利用高压气体冲击致裂煤岩体真三轴实验系统,开展了5种冲击角度(0,30,45,60,90°)下的高压气体致裂实验,研究了气体致裂过程中煤岩体裂缝形态、气压曲线与孔壁应变响应特征。实验结果表明:(1)随着冲击角度增加,煤岩体裂缝形态呈现先复杂后单一的分布特征。(2)致裂过程中气压呈现上升、陡降、聚集、稳定释放4个阶段。(3)孔壁应变数据主要由拉应变组成,应变曲线出现2个明显峰值,第1个峰值在气压曲线达到峰值0.1 s后出现并伴随主裂纹产生,第2个峰值常伴随着主裂纹的衍生与扩展。(4)当冲击角度为45°时,试件内部容易萌生复杂裂纹网络,致裂效果最佳。

粉煤地层绳索取心钻进孔壁坍塌分析及处理

在甘肃省景泰县郭家台煤炭资源详查ZK30-1孔施工中,因强行提“水钻”造成了长孔段孔壁严重坍塌事故。分析认为坍塌地层粉煤层位多、累计厚度大,围岩结构松散、破碎是造成孔壁坍塌的地质因素;冲洗液性能与地层岩性不适应是主要技术因素。通过引入低粘强抑制冲洗液,扫孔过程中轻压慢转、小泵量循环,成功处理了孔壁坍塌,顺利终孔。煤田钻探施工对冲洗液性能要求严格,用绳索取心钻探粉煤对冲洗液性能要求更为苛刻,在冲洗液配制和钻进过程中尤其需要加强对其性能变化的监控。

钻孔灌注桩孔壁稳定性影响因素的研究进展

孔壁稳定性是制约钻孔灌注桩成桩质量的关键因素。将影响孔壁稳定性的因素分为桩孔设计参数、施工工艺和土体性质。在桩孔设计参数中,孔径和孔深是影响孔壁稳定的关键因素。施工工艺中,泥浆相对密度、护筒深度和成孔时间是影响孔壁稳定的关键因素。土体性质中,土体类别和土体物理力学性质是影响孔壁稳定的关键因素。针对各关键因素提出相应的管控措施。在桩孔设计参数方面,选取合适钻具,精确控制孔径和孔深。在施工工艺方面,基于孔壁稳定和经济性选择合适的泥浆相对密度和护筒深度,合理安排施工组织,缩短成孔和灌注间隔时间,严格把控钻进速度和钻具压力。在土体性质方面,重点关注软弱地层和砂土层,采用地基处理、加深护筒和增加泥浆相对密度等措施保证孔壁稳定性,为钻孔灌注桩的设计和施工提供参考。

深厚淤泥地层超静水压力条件下超深灌注桩施工孔壁稳定性研究

依托某地铁车辆段管桩施工后超静水压力条件下的钻孔灌注桩工程,研究了超静水压力条件下钻孔孔壁的稳定条件。推导出了孔壁坍塌的临界水力坡度公式和保证孔壁稳定性的临界固结度公式,并分析了土体固结对孔壁稳定的影响;探讨了新奥法原理在淤泥质软土超静孔隙水压力下灌注桩成孔中的应用。研究结果表明:饱和淤泥质地层中管桩施工后超静孔隙水产生的渗透力是造成灌注桩钻孔过程中孔壁变形失稳的主要因素;土体的黏聚力是影响钻孔缩颈和塌孔的关键参数;超静水压力下软土中钻孔孔壁的稳定条件主要是圆拱支撑力和渗透力;钻孔期间孔壁土体的蠕变大、渗透路径短和土体能在较短时间内发生较大的固结可使孔壁达到稳定的平衡状态;超静孔隙水压力条件下的软土可以借鉴新奥法原理进行钻孔灌注桩成孔。

防洪护岸工程施工旋挖桩效果及孔壁稳定性分析

黄砂园污水处理厂地段防洪墙建设项目沿河而建,面临着软弱土层的施工条件,旋挖过程中易发生孔壁缩颈、塌孔的危害。为了保证旋挖钻机的顺利施工,对旋挖灌注桩的孔壁进行预加固,并进行了稳定性分析。结果表明,水泥掺量和围压大小与水泥土的强度有关,水泥掺量为10%时,一定围压下孔壁的加固区域呈延性破坏。同时,合理的加固厚度有利于维持孔壁稳定性。研究成果可为特殊土层旋挖钻孔灌注桩的施工提供理论基础和实践经验。

土体物理力学性质对钻孔灌桩桩孔壁稳定性影响的数值模拟

孔壁稳定性是制约钻孔灌注桩成桩质量的关键因素,土体物理力学性质对孔壁稳定性的影响至关重要。运用ANSYS软件数值模拟土体物理力学性质对孔壁稳定性的影响,研究土体弹性模量、黏聚力、内摩擦角和泊松比对孔壁稳定性的影响。研究表明,孔壁处节点位移最大,距离孔壁越远,节点位移越小,稳定性越好;土体弹性模量、黏聚力和内摩擦角对孔壁稳定性的影响较大,而土体泊松比对孔壁稳定性的影响较小;土体弹性模量、黏聚力和内摩擦角越大,孔壁稳定性越好;黏聚力和内摩擦角越小的土体,黏聚力和内摩擦角的提高对孔壁稳定性的提高效果越明显。

基于颗粒流计算的砾石层HDD导向孔水平段孔壁变形研究

水平定向钻进技术在城市管线铺设中应用越来越广,砾石作为松散颗粒的集合体,在进行导向孔钻进时,往往由于颗粒结构扰动而易发生变形甚至塌孔,但颗粒在钻进过程中的力学行为规律仍不明晰。本文利用颗粒流程序建立三维砾石模型,并分段进行有和无泥浆护壁导向孔水平段钻进模拟。通过在导向孔周围布设测量球,对导向孔周围颗粒变形特征进行研究。结果表明:孔壁失稳表现为上部颗粒相互嵌固形成“压力拱”,压力拱下部松散颗粒率先掉落,伴随着压力向两侧和底部传递,下部和侧向颗粒协调变形直至收敛。压力拱在后续钻孔扰动下,由于侧向约束的消除,压力拱向顶部扩展,产生更多的松散颗粒进入钻孔范围,最终导致塌孔。泥浆可以较好的约束松散颗粒的顶部掉落,维护压力拱的侧向约束。实际工程中应量化泥浆指标,选择合理的泥浆而避免塌孔事故发生。

锚杆孔壁形态对其承载力影响分析

通过锚杆注浆体与孔壁之间峰值的抗剪强度试验,观察到某些岩石试件在锚杆轴向拉力作用下,沿孔壁径向产生瞬间整体开裂。分析了产生这一现象的原因,指出它是由孔壁高低起伏、锚杆孔径微变和孔轴线弯曲等锚杆孔壁形态引起的;给出了试验中几类典型岩体锚杆孔壁形态的实测结果,探讨了锚杆孔壁形态对其承载力的影响,详细分析了锚杆孔壁高低起伏的形态对其承载力的影响,从中发现后2种锚杆孔壁形态对其承载力影响更大。鉴于锚杆孔壁形态对其承载力影响数值较大,建议锚固工程设计中应对上述现象进行适当考虑。

高层建筑灌注桩施工中泥浆比重对孔壁稳定性的影响研究

文章旨在探讨高层建筑灌注桩施工中泥浆比重对孔壁稳定性的影响.首先,简述了泥浆在灌注桩施工中的应用方法及其组成与特性,说明了泥浆对高层灌注桩施工的影响.其次,深入分析了泥浆比重对孔壁稳定性的影响机制,包括其与孔壁压力、渗透性和材料特性的关系,以及不同地层条件下泥浆比重对孔壁稳定性的影响.最后,针对高层建筑灌注桩施工提出了泥浆比重选择与优化的策略,包括地层特性与泥浆比重的匹配、泥浆性能实时监测与调整、泥浆循环与净化及泥浆比重与施工进度协调.研究有助于优化灌注桩施工中的泥浆使用,提高孔壁稳定性,确保施工安全和质量.

铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩孔壁稳定性分析

探究铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩孔壁稳定性对保证桩基的承载性能和桥梁整体的稳定性至关重要。本文依托普里河特大桥工程项目,采用数值模拟方法探究了泥浆重度、钻孔直径及钻孔深度对冲击钻灌注桩孔壁横向位移及桩孔周围地表沉降量的影响。结果表明,增大泥浆重度及钻孔直径对最大孔壁横向位移及地表沉降均有显著影响,泥浆重度越大,孔壁横向位移及地表沉降最大值均越小,孔壁越稳定,增大钻孔直径,孔壁横向位移及地表沉降最大值均增大;改变钻孔深度对孔壁稳定性无明显影响。

炮孔水耦合装药爆破孔壁冲击压力研究

初步探讨了炮孔水耦合装药爆破时,耦合水中爆炸冲击波的形成和传播,求算了冲击波的初始参数和孔壁处冲击波参数;应用弹性理论和波动理论推导出了正入射情况下孔壁岩面上的冲击压力,并与同样装药和岩石条件下空气不耦合装药爆破时的孔壁压力进行了比较,结果证明:炮孔水耦合装药比空气不耦合装药爆更能提高爆炸能量利用率,增强破岩能力。

不同排列方式多斜孔壁气膜冷却绝热温比研究

采用传热传质类比方法实验研究了４种孔阵排列方式（顺排、叉排、顺排＋复合角及叉排＋复合角）下多斜孔壁气膜冷却绝热温比。小孔与壁面夹角为３０°，复合角为４５°，孔阵排距比８．０，侧向间距比４．０，吹风比为１．９４。比较了各排列方式孔阵绝热温比的分布规律，得出了较优的孔阵排列方式。

轮廓爆破孔壁压力峰值计算方法

爆破孔壁压力峰值是进行非流固耦合爆破动力响应分析的重要参数。针对轮廓爆破孔壁压力峰值的计算方法问题,理论分析了爆炸冲击波与弹性壁面的相互作用,推导了空气冲击波与弹性壁碰撞后压力增大倍数的理论解,并采用流固耦合动力有限元数值分析方法,研究了3种岩体介质、2种轮廓爆破常用炸药、5种常用不耦合系数、2种轴向装药系数工况下轮廓爆破的冲击波碰撞压力增大倍数和炮孔壁压力峰值。结果表明:轮廓爆破时,爆炸冲击波与孔壁碰撞后压力增大倍数并不是常值,与炸药特性、孔壁介质条件、不耦合装药系数等因素相关,孔壁压力峰值也与上述因素密切相关。基于模拟的孔壁压力峰值数据的统计分析,并结合理论推导成果及常用爆破孔壁压力峰值计算形式,提出了一种新的轮廓爆破孔壁压力峰值计算方法。

钻孔灌注桩孔壁稳定性分析

采用有限元数值模拟与有限元强度折减法,研究土体性质、泥浆相对密度、孔深、孔半径等因素对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响。研究结果表明:(1)黏性土地基中孔壁稳定性问题主要是缩径问题,土质越差、孔半径越大或孔越深,缩径量越大,提高泥浆相对密度能有效地减小缩径量;(2)砂土地基中孔壁稳定性问题主要是坍孔问题,孔壁土体产生一定的塑性区后,很容易发生破坏,同时这种破坏会向四周蔓延扩散,最终形成坍孔。影响砂土地基孔壁稳定性的主要因素是泥浆相对密度,为保证孔壁稳定,砂土地基中最小泥浆相对密度应使得泥浆侧压力不小于土体静止侧压力。研究成果可为软土地基中钻孔灌注桩设计与施工提供参考。

流固耦合作用下水平定向孔壁稳定性分析

孔壁失稳是目前水平定向钻进工程中经常遇到的一个实际问题,尤其是在地表的第四纪松散地层中钻进孔壁失稳更是屡见不鲜,严重影响工程施工。针对以往研究中没有考虑渗流场对孔壁稳定性的影响问题,本文在Biot固结理论的基础之上,建立了应力场和渗流场耦合数学模型,采用有限元方法对所建立的模型进行求解。通过对某一水平定向钻进孔壁稳定性进行数值模拟,分析了在流固耦合作用下地层孔隙压力、有效应力和位移的变化规律,并分析了在不同的冲洗液压力下,地层沉降情况。研究发现,在定向钻进过程中,流固耦合作用对地层特别是井壁附近围岩的应力和变形影响很大。研究结果为钻进过程中避免孔壁失稳,合理选择冲洗液及冲洗液压力提供理论依据。