地铁双线隧道下穿既有车站冻结加固冻胀控制措施

针对城市长距离大断面地下空间冻结工程的冻胀特性问题,依托上海地铁18号线国权路站双线隧道下穿既有车站冻结工程,基于热力耦合方程,利用有限元软件建立三维数值模型,结合室内试验所得物理参数,研究该工程的冻胀位移场演化规律,并探究错峰冻结、调整盐水温度等措施对冻胀位移场的影响规律。在本试验条件下,研究结果表明:①冻胀引起的车站底板变形主要发生于积极冻结期;双线隧道同时冻结模式下,冻结45 d时车站底板竖向位移量达到冻结90 d时竖向位移量的77.72%。②冻结90 d时,错峰冻结工况下车站底板竖向位移量较双线隧道同时冻结时减小了7.7%,表明错峰冻结避免了同一时间段内的冻胀叠加效应,一定程度上降低冻胀效应。③冻结90 d时,调整盐水温度工况下车站底板竖向位移量较温度调控前减小34.2%;表明调整盐水温度可控制冻土扩展速率,有效降低冻胀效应。实际工程中,采用错峰冻结、调整盐水温度等措施协同控制冻胀,车站底板最大竖向位移为25.41 mm;数值模拟所得车站底板抬升规律与实测数据基本一致,有效指导了工程施工。

深部冻结井壁早期温度应力计算方法研究

为了研究不同时间节点深部冻结井壁早期温度应力变化规律,基于热传导原理与热弹性力学理论,推导了考虑冻结井壁温度演化过程与混凝土弹性模量变化的冻结井筒内壁早期温度应力解析解。以红庆河煤矿一号风井1.7 m厚壁座为例,分析了冻结井筒内壁早期温度应力的分布规律,确定了造成早期温度应力导致井壁裂缝高风险区的主要原因。研究表明:①早期径向应力σr整体表现为压应力,σr最大可达-2.2 MPa,且总体沿冻结壁向井壁内缘方向逐渐减小;在井壁任一位置处,σr随着龄期的发展呈现先减小后增大的规律;②早期环向应力σθ整体表现为压应力,σθ最大可达-8.98 MPa,趋向冻结壁时,σθ先迅速减小;趋向内壁缘时,σθ先增大后减小;③早期竖向应力σz表现为压应力,σz最大可达-19.64 MPa,且整体随着龄期发展呈现先快速增大而后缓慢减小的规律;④建议未来进行冻结井壁温度应力理论计算时,应根据工程类比法,拟合出同类井壁温度演化过程公式进行求解。在上述分析的基础上,提出了降低冻结井壁破裂风险的相关措施:①减小井壁外缘侧与中心、内缘之间的温差;②制备适用于冻结井筒的抗裂型混凝土。

加强森林抚育工作 保护森林生态系统

森林抚育对森林生态系统的影响较为突出,科学而合理的森林抚育有助于保护森林生态系统获得较高的生态效益,因此,工作人员需要结合森林生态系统的特点选择正确的森林抚育管理模式,解决在森林抚育中存在的各项问题。通过经验的总结,使森林抚育体系能够变得更加成熟,促进我国现代化林业的不断发展。

基于形变势理论的掺杂计算Sb_(2)Se_(3)空穴迁移率

硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种元素丰富、经济且无毒的太阳电池吸收层材料.太阳电池的性能在很大程度上取决于载流子的传输特性,然而在Sb_(2)Se_(3)中,这些特性尚未得到很好的理解.通过密度泛函理论和形变势理论,本文对纯Sb_(2)Se_(3)以及掺杂了As,Bi的Sb_(2)Se_(3)的空穴传输特性进行研究,计算并分析了影响迁移率的3个关键参数:有效质量、形变势和弹性常数.结果显示,有效质量对迁移率具有最大影响,掺杂Bi的Sb_(2)Se_(3)表现出最高的平均迁移率.同时发现,Sb_(2)Se_(3)的空穴迁移率呈现出明显的各向异性,其中x方向的迁移率远高于y,z方向,这应该与x方向的原子主要以较强的共价键连接,而y,z方向以较弱的范德瓦耳斯力连接有关.载流子传输能力强的方向有助于有效传输和收集光生载流子,本研究从理论上强调了控制Sb_(2)Se_(3)沿特定方向生长的重要性.

基于指数积分函数的人工冻土温度场解析研究

人工冻土温度场是与空间和时间相关的且含有相变的瞬态温度场 .将指数积分函数作为人工冻土瞬态温度场的解析形式 ,通过指数积分函数的近似级数表达式和工程应用 ,说明瞬态冻土温度分布的近似解析解是可行的 ,且分别在时间和空间上服从对数规律分布 .从冻结相变过程中 ,得出了冻土帷幕扩展厚度、速度与冻结时间关系的理论表达式 ,为冻结工程分析冻土温度分布、冻结帷幕的厚度。

基于蠕变效应的穿越隧道冻结帷幕开挖与支护三维数值模拟

人工冻结帷幕具有显著的蠕变效应。以上海地铁隧道穿越某正运营车站底板施工段为例,将冻土帷幕当作蠕变材料,隧道内土体及上部结构当作弹性介质,与冻结帷幕外围及结构其它部分相作用的土体当作土弹簧处理,运用大型通用MARC有限元程序,对隧道冻结帷幕开挖与支护的时间效应进行了详细地分析,并与实测数据进行比较,说明该种分析方法是可行的。缩短冻结帷幕暴露时间和采用分台阶开挖方式有利于提高车站底板、冻结帷幕和支护结构的稳定性。

拉格朗日元法在地铁联络通道施工中的应用

运用连续介质的拉格朗日元法 ,从土体屈服区、位移场、应力场角度 ,分析了冻土帷幕强度和临时支架设计、施工的合理性 ;讨论了冻土强度及支架支护间距变化对通道施工安全的影响 ,为类似工程的设计与施工提供了理论参考。

土体冻胀与地基梁相互作用的叠加法研究

根据随机介质的思想,土体冻胀引起的地表隆起近似为正态分布。以上海体育场穿越工程为研究背景,由叠加法基本原理,得出多管冻结冻胀叠加法表达式。将非均布的冻胀荷载简化成多段均布荷载,编制matlab程序求解冻土地基上的弹性地基梁方程,得到冻胀与地基梁(结构)相互作用的位移及接触压力,并用实测数据进行了验证。最后对冻胀与基础梁相互作用的影响因素进行计算分析,得出相互作用的冻胀量随地基梁刚度与外荷载增加而减小、随地基弹性接触系数与自由冻胀量增加而增加。

人工地层冻结的环境效应及其工程对策

以应用较广泛的人工地层冻结法为例,从人工冻土环境效应的角度,分析冻土的重要物理力学特性如冻胀、冻胀力和融沉的作用机理,探讨适当的工程对策以控制或减少这些因素对环境的影响,最后通过地铁工程实例进一步说明这些因素与环境相互作用的规律,为拓宽人工地层冻结法在复杂环境中的应用提供参考。

高压旋喷技术在地铁车站深基坑防水工程中的应用

以高压旋喷技术在南京地铁车站深基坑防水工程中的成功应用为例 ,介绍旋喷防水帷幕的参数设计方法 ,包括帷幕深度、旋喷桩孔位布置方式、施工参数和开挖边坡稳定性分析。对高压旋喷桩的关键施工工序质量控制和喷射质量的检查也进行了较为细致的讨论。从检查的施工效果来看 ,该工法应用于深、软地基防水防渗工程是成功的。同时它也为类似工程的设计和施工提供参考。

植筋技术在三河闸启闭机房改造中的应用

介绍了三河闸启闭机房牛腿植筋 (锚筋 )施工技术及其锚固力计算方法 。

市政冻结技术的应用与展望

由于市政工程周边环境较为复杂,富水地层中降水法受到限制,故常采用人工冻结法加固土体。介绍市政冻结技术的发展历程、应用现状及关键技术问题,总结出按强度指标确定的冻结壁厚度计算公式;研发出保压平衡钻进新工艺,解决钻进过程中冻结管钻不进、断裂等问题;研发出PVC管盐水高效输送技术,输送冷量的散失量仅为同条件钢管的37.83%;对冻融环境效应及工程控制对策给出典型冻结案例,分析市政冻结技术发展存在的问题,并对今后的发展做了展望。

PVC管低温传热特性及高效输冷应用研究

为探究PVC管输送低温盐水的可行性,首先通过PVC管约束条件下的温度应力试验,获得了PVC管低温收缩应变增长规律及线膨胀系数,为低温管路收缩节设计提供依据。然后对PVC管路横截面温度场进行了数值模拟,结果显示:冻结前20d内,PVC盐水管壁温度随时间的延长,成对数规律分布,外壁温度比管内盐水温度高3~12℃;与同条件下的钢管相比,PVC管保温层中心点温度高出1.5~4℃。PVC管输送低温盐水,千米温差小于0.5℃,冷量散失量仅为同条件钢管的42.3%左右,节能效果显著,值得推广应用。

浅谈营林生产中存在的问题及对策

根据日照市五莲县的具体实际情况,凭借多年从事林业生产的工作经验,对营林生产中存在的问题进行了总结,并提出了相应的科学的建议。

地铁隧道联络通道泵站的矿山立井法施工

以上海地铁 2号线东昌路～东方路联络通道泵站工程施工为例 ,介绍了矿山立井法在地铁隧道联络通道泵站工程施工中的应用情况。

近接隧道冻结对运营车站冻胀变形控制研究

为了研究不同冻胀控制方法下土体冻胀的发展规律,以上海某近接穿越既有车站的隧道冻结加固工程为原型,根据相似准则建立了冻土与车站结构相互作用的模型试验台,对隧道水平冻结过程进行模拟研究,探究调整冻结盐水温度以及泄压等方法下隧道冻结冻胀变化规律。研究结果表明,将冻结盐水温度从-28℃提升至-18℃后,隧道的积极冻结时间增长91%,但车站底板冻胀力减小了16.7%;三角区泄压后车站底板冻胀力减小了26.3%。根据相似模拟试验得到的不同冻胀控制措施下车站结构的冻胀变化规律,提出在施工工程中采取三角区泄压及调整冻结参数等措施来控制冻胀对车站结构的影响。同时根据工程施工监测数据,对不同冻胀控制措施的应用效果展开了研究,研究结果表明,三角区泄压孔泄压后10d内车站底板位移量减少了65.5%;冻结盐水温度为-28℃、-20℃、-10℃时车站底板竖向位移增长速率分别为0.35mm/d、0.14mm/d和0.01mm/d,随着冻结盐水温度的提高,车站结构竖向变形速率明显减缓,调整冻结盐水温度对冻胀控制效果十分显著。

富水砂层盾构隧道侧穿建筑物水平定向钻孔注浆技术

城市轨道交通盾构隧道下穿或侧穿建筑物时,为避免地层沉降差异超限导致周边建筑物破坏,需对盾构隧道顶线上方软土层进行注浆加固,但在市区施工协调难度大,传统地层加固手段难以实施。文章以广州地铁14号线邓村-江浦区间盾构隧道侧穿姓钟围房屋群注浆加固项目为背景,采用水平定向钻孔注浆技术对姓钟围部分建筑物下伏软土砂层进行远距离加固。通过采用随钻测斜与定向技术顺利完成沿盾构隧道走向的水平注浆孔钻进,通过注浆阀管并结合止浆塞可实现定位重复注浆。实践证明该新工艺对盾构隧道侧穿建筑物时地表不均匀沉降控制具有良好的效果。

深部冻结井筒内壁早期温度-应力场演化特征研究

为了研究深部热-力耦合条件下冻结井筒内壁早期温度应力问题,基于固体热传导原理与轴对称热应力理论,提出了考虑如内热源、外部冷源、塑料板摩擦约束、上覆井壁荷载和地层侧压力等多种边界条件的深井内壁大体积混凝土热-力耦合方法。获得了深部冻结井筒内壁早期温度-应力场演化特征,确定了易出现早期温度裂缝的高风险区,提出了混凝土早期温度裂缝防治措施优化方向。结果表明:①应用热-力耦合数值模拟方法求解出内壁大体积混凝土温度、应变最大值与现场实测结果较一致;②由于内壁水化放热导致内壁浇筑后中心位置的温度远高于内、外缘附近区域,极易导致温度裂缝的出现;③内壁浇筑初期,内壁各个位置应变为正,呈内缘至中部大于外缘的规律;浇筑后期,内壁外缘至中心区域出现收缩变形,应变最大为-6×10-5;④内壁浇筑初期,内壁内部储存了一定的压应力,分布规律为内壁中部压应力大于内、外缘。随着内壁温度的不断下降,内壁外缘拉应力达到2.2 MPa,极易在此区域内出现井壁早期温度裂缝。

富水砂层冻结壁形成过程声场响应特征研究

为了掌握富水砂层冻结壁形成过程超声波响应特征,利用NM-4A型非金属声波检测仪对广州地铁三号线北延伸冻结段-16 m层位进行超声波检测。基于此,根据孔隙介质热传导与压力声学理论,提出了人工冻结壁热–声耦合数值模拟方法。获得了富水砂层冻结过程中温度场–声场的演化特征与声学特征值变化规律。掌握了不同冻结锋面位置、孔间未交圈距离与波速之间的定量关系。总结了热–声耦合模型在冻结施工中应用思路与流程。①应用热–声耦合数值模拟方法求解出J1—J2检测孔间的波速准确率为89.7%~96.97%;②超声波由冻土向未冻土的传播过程中反射与折射现象非常明显,根据声波理论计算出J1—J2检测孔间声波平均反射系数为0.278、折射系数为1.278;③冻结早期在未冻土–冻土交界面附近出现明显的声压增高区域,声压场分布不均匀,且声线发生偏移。冻结后期无声压集中现象且声压场分布较均匀;④冻结壁发育过程中,波速随着冻结时间的增加而增加,而峰值声压、声强均随着冻结时间增加呈先减小后增加的趋势;⑤冻结锋面位置、冻结孔间未交圈距离均与波速之间呈非线性单调递增趋势,满足二次函数关系,相关性很好;⑥总结了热–声耦合模型应用思路与流程,可实现冻结壁发育状况的“早期预报、过程监测、效果评价”。

-18℃盐水冻结隧道近接下穿上覆结构冻胀规律试验研究

在冻结下穿工程中盐水温度是影响上部结构所受冻胀压力大小的关键因素,为了定量研究提高盐水温度对降低土体冻胀率的影响程度,基于上海地铁18号线隧道冻结法下穿10号线国权路车站工程,采用试样试验和相似模拟试验方法,对-18℃和-28℃2种冻结温度下土体产生的温度场和应力场进行研究。试样试验设计为单向封闭冻结试验,得出-18℃盐水较-28℃盐水冻结产生的冻胀压力峰值低52.9%,冻胀压力上升速度低20.1%。相似模拟试验基于相似准则对车站尺寸、冻结管路直径、盐水流量等参数进行换算,得出使用-18℃盐水相较-28℃盐水冻胀压力峰值低20%,冻胀压力上升速度低58%。整体试验结果表明:-18℃盐水冻结可以有效减小冻胀压力峰值和增长速度,且有侧向约束条件下产生的冻胀压力大于相似模拟试验中产生的冻胀压力。试验结果可以为冻胀敏感工程、有重大风险源工程提供技术参考和数据支撑。