深井掘进技术在厚层高渗透性粉细砂层中适用性的数值模拟研究

科学合理高效开发深层地下空间是城市不断发展的必然趋势与重要难题。深井掘进技术(vertical shaft machine,VSM)是一种开挖超深竖井的新型工法,该技术施作的竖井结构形式简单、结构受力状态好、施工速度快、对周边环境扰动小、适用性广泛,可被广泛用于城市深层地下空间的点状开发。以中国首例使用VSM施工的南京市儿童医院沉井停车库项目为原型,建立在砂性土中开挖60 m竖井的数值模型,重点研究VSM竖井在厚层高渗透性的粉细砂层开挖过程的变形情况与开挖面的稳定性问题。数值模型结果表明:60 m竖井开挖过中地表变形量均控制在毫米数量级,且最大地表变形量不超过13 mm;在水位差1 m的水下施工过程中安全系数均较好控制在2.0以上。对于变形问题,分析不同开挖深度下的井底隆起变形和地表变形情况,表明在60 m开挖深度内,使用VSM开挖砂性土竖井在深度、安全性和对周边环境扰动上均具有明显优势。针对开挖面稳定性,计算分析与竖井内外水位差和竖井深度相关的开挖面安全系数,计算结果可用于指导实际施工,实现分段施工与精细化控制。

组合地层渗流对人工地层冻结法及周围工程环境效应的影响

随着沿海地区越来越多大型跨海、越江工程的出现,人工地层冻结法面临着更加复杂的水文地质环境问题及挑战。依托工程背景,通过典型砂黏组合地层的设计,按照严格相似比,建立了组合地层渗流环境下人工地层冻结法的缩尺模型,分析了软黏土下伏较大渗流砂层的工况下,渗流对上覆冻融敏感软黏土的冻结施工及周围工程环境的影响。试验测定了不同渗流速度下各影响区域内的温度、冻胀力、地表沉降量等参数指标。结果表明下伏砂层渗流速度过大会无法完成冻结,存在临界渗流速度。且渗流工况下软黏土上下冻结帷幕边缘的冻结效果也截然不同,尤其是稳定冻结温度和冻胀力发展模式。渗流直接影响的区域,渗流对软黏土潜热效应的削弱明显,随着渗流速度增大相变平衡时间呈线性减小。综合研究成果为冻结方案优化及施工安全提出了理论性指导意见,并对现场工程可能会遇到的施工质量、隧道安全、环境治理等做出预警建议。

软黏土三维水-热-力耦合冻融模型及应用

人工地层冻结法是沿海地区软黏土进行地层加固的一种常见绿色工法,地下空间开挖的大型及复杂化使目前冻结法面临更加复杂的渗流环境。为此,通过分凝冻胀理论刚性冰模型的三维化推广,建立能考虑水分迁移的热-水-力耦合作用冻胀融沉模型,以模拟复杂渗流环境下的人工冻结工程。基于模型使用COMSOL有限元进行模拟,与同尺寸室内模型试验数据进行对比,验证该模型在复杂渗流环境组合地层(软黏土、粉细砂)冻结中的适用性。模拟结果表明:在组合地层条件下,渗流会削减冻结稳定时冻结帷幕的厚度;当速度大于1.2 m/d时,冻结帷幕将不能达到设计厚度;冻结帷幕靠近渗流边界的一侧冻胀力增长缓慢、冻胀力的最大值较低;渗流致使地表产生不均匀沉降,下游区域的沉降量更大。利用已验证模型对组合地层渗流作用下的冻结法施工进行模拟预测,提出结合组合地层渗流因素的隧道安全冻结法分级标准,为冻结法在沿海更复杂渗流环境下的施工安全与预警提供依据。

嵌岩桩单桩竖向承载力计算方法研究

嵌岩桩因其单桩承载力高、群桩效应小等优点,已被广泛运用至工程实践中。而其单桩承载力作为重要参数,常规的静载荷试验方法耗时费力,故而多种计算便捷的估算方法在很多情况下也得到了推广应用。考虑到工程实践中如何选择相适应的嵌岩桩单桩竖向承载力计算方法缺乏系统研究,归纳总结分析了不同的规范法、理论法及经验公式法的优缺点,并结合工程实例对多组实测数据进行不同方法下嵌岩桩承载力的计算应用分析比较。结果表明:3种嵌岩桩承载力估算方法的准确程度和其所表达的嵌岩桩受荷性状和实际受荷性状的接近程度存在较强的关联性,而和需要参数的多少关联性较小。理论分析法由于物理意义更为明确,其计算结果也更为接近实际值。而经验公式方法由于缺乏明确物理意义,计算结果和实际值相差较大。规范中,《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)及《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)规范计算公式体现的桩体受荷性状中最为接近实际且考虑影响因素较为全面,估算准确性较高。根据该研究成果,可对工程实践中嵌岩桩竖向承载力计算方法选择提供可靠的优选建议及误差来源分析。

土体含盐量对长江口地区软黏土特性的影响

长江口地区广泛分布的软黏土是一种不良地质土,具有压缩性高、强度低、灵敏度高的特点。土体含盐量在不同的季节下会受河流、潮汐、降雨等因素的影响会发生波动。对长江口沿岸软黏土进行采样并测定其含盐量,然后通过对原状样进行直剪试验、侧限压缩试验、渗透试验,得到了土体含盐量对软黏土抗剪特性、压缩特性、渗透特性的影响规律。结果表明:原状软黏土含盐量在0.5%~1.1%时,土体含盐量越高,土体的抗剪强度越高、土体压缩性越低、渗透性越强。根据对渗滤过的原状土进行试验对比分析,黏土颗粒中的盐分、孔隙水中的盐分共同影响软黏土的特性;黏土颗粒中的盐分对软黏土特性的影响更大。最后通过压汞试验得到了含盐软黏土的孔隙分布特征。长江口沿岸地区土体冬季的力学性能较差,应该更加注重冬季工程地质灾害的防治。

含盐量对上海人工冻融软黏土特性的影响

研究目的:在河口三角洲地区使用人工地层冻结法修建越江、跨海隧道等大型工程的联络通道时,常常会遇到孔隙水含盐量高软黏土地层,这不同于以往的小型淡水冻结工程。通过配置不同孔隙水含盐量的重塑软黏土,经过冻融处理后,采用直剪、渗透、压缩、压汞试验的方法探究孔隙水含盐量对冻融软黏土强度、渗透、压缩的特性和孔隙结构的影响,并测定探究冻融时孔隙水中离子浓度变化规律,从而为三角洲地区软黏土孔隙水盐分过渡带的融沉注浆、沉降预测等提供参考依据。研究结论:(1)盐分能增大冻融软黏土的不排水抗剪强度、减小渗透系数、增大压缩模量,且浓度越高,影响程度越大;(2)冻融能使软黏土孔隙水中的Cl^-、Na^+浓度轻微降低;(3)盐分能使得冻融软黏土整体孔径和峰值孔径不同程度地减小;(4)本研究结果有助于沿海越江、跨海等大型冻结工程的施工控制,以及周围工程环境的治理。

人工冻结对南京砂液化特性的影响

针对长江中下游地区广泛分布的南京砂,使用GDS动三轴系统分别在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下进行动三轴试验,研究人工冻结对南京砂液化特性的影响及其机理,并判别2种荷载对南京砂冻结施工的潜在危险。结果表明:在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下,冻融循环均会明显降低南京砂的刚度和抗液化能力,首次冻融最为明显;冻融次数越多,冻融粉细砂的结构性越差,越容易发生液化;冻融循环将增大南京砂动孔压对动荷载响应的敏感度;冻结温度越低、有效围压越小,冻融循环后南京砂的抗液化能力越差;南京地区地震荷载对南京砂冻结施工的潜在危险较小,而来自地铁列车振动荷载的潜在危险较大。

渗流作用对人工冻结土体特性的影响

研究目的:当使用人工地层冻结法建设地铁联络通道时,松散含水层中的渗流作用会对冻结土体产生影响。本文使用一种可控制渗流速度的人工冻结制样装置对粉土、粉砂进行冻结制样后,通过对冻结土进行单轴抗压试验并测定含冰量的方法探究渗流对人工冻结粉土、粉砂力学特性的影响,以及两种土质的水分迁移规律。研究结论:(1)渗流能明显提高粉土的冻结强度和弹性模量;(2)渗流能略微降低粉砂的冻结强度,对冻结粉砂弹性模量的影响不大;(3)对于地铁联络通道的人工冻结工程,渗流可使粉土层产生过量冻结从而造成资源浪费,使粉砂层的冻结壁承载力不足而产生安全风险;(4)本试验结果可辅助地铁联络通道的人工冻结工程进行优化设计、精确预测隧道变形等,从而确保施工安全、节约成本。

地铁变频荷载循环作用下饱和软黏土累积塑性变形

地铁在地铁站附近的加减速运动会对地基土产生一定的影响.土体经过倾斜削样后使用动三轴进行不排水动力测试以研究地铁进出站作用下进出站距离、加速度、动应力幅值及固结围压对饱和软黏土累积塑性变形的影响.结果表明:进出站变频荷载循环作用下软黏土累积塑性应变曲线可大致划分为爆发增长-较快增长-逐渐稳定3个阶段.距地铁站越近、动应力幅值越大、固结围压越小,土体进入逐渐稳定阶段所需的进出站次数越少,土体竖向变形越大,剪切变形越小.进出站加速度值越大,土体竖向变形越小、剪切变形越大.对于实际工程而言,地铁运营初期,进站区间土体的沉降变形、出站区间土体水平位移、较大加速度工况下的水平位移、较小加速度工况下的沉降、高动应力幅值的工况及低固结应力的土体区域是工程地质灾害防治的重点.

基于冻融特性的人工冻结区域隧道安全控制体系

以人工冻融软黏土区地铁隧道的安全状态为出发点,使用comsol数值模拟的方法对冻结施工过程进行三维的数值模拟。根据数值计算结果,并基于软黏土冻融性态指标(冻胀力),对隧道受力及变形进行评价,确定地铁隧道针对软黏土冻融作用的安全控制等级。

孔隙水含盐量对上海饱和软黏土冻融特性的影响

在河口三角洲地区使用人工地层冻结法修建过江、过海隧道工程时,高含盐量的地层冻结效果不同于以往淡水冻结。以上海市沿江地区软黏土的冻结施工为背景,对不同孔隙水含盐量的重塑软黏土进行单向冻融试验、冻结单轴抗压试验,得到不同孔隙水含盐量下软黏土的热力学特性、冻胀特性、融沉特性,冻结土的强度特性、抵抗变形特性。研究结果表明:孔隙水中的盐分能降低冻结软黏土的抗压强度、弹性模量,给工程带来不利影响;能降低土体的冻胀率、融沉系数,带来有利影响;对传热特性、融沉时间的影响不显著。冻结可以致使孔隙水中的水分子迁移,而对孔隙水中的盐分没有明显的效果。

孔隙水含盐量对杭州湾沿岸软黏土物理特性的影响

杭州湾沿岸广泛分布的软黏土是一种不良地质土,其强度低、压缩性高,物理特性受水文、含盐量等因素影响大。孔隙水含盐量在不同的季节下受河流、潮汐、降雨等因素的影响会发生波动,这就使得软黏土的物理特性发生较大的变化。对杭州湾沿岸软黏土孔隙水含盐量测定表明冬季含盐量高,夏季含盐量低。通过直剪试验与侧限压缩试验,得到了不同孔隙水含盐量对土体物理特性的影响规律;根据试验结果并结合现场孔隙水监测资料,对软黏土全年物理变化特性进行预测,以弥补现场勘察结果所带来的不足,从而提高工程建设的安全性。结果表明土体孔隙水含盐量在5%以内时,孔隙水含盐量越高,土体的内摩擦角与黏聚力越低,土体压缩性越强。杭州湾沿岸地区冬季土体的力学性能较差,应该更加注重冬季工程地质灾害的防治。

联络通道尺寸对人工冻结法施工的影响

人工地层冻结法是一种常用于软黏土地区的一种地铁建设方法,常用于地铁联络通道的建设中。联络通道的长度会对冻结法施工产生较大影响。文章使用COMSOL软件对上海市地层下不同联络通道长度冻结施工进行数值模拟,得到了不同联络通道长度对冻结施工、隧道安全等的影响,从而为今后联络通道冻结法施工提供依据。

牛磺酸复合添加剂对免疫低下小鼠免疫功能的影响

【目的】研究在基础饲粮中添加牛磺酸复合添加剂对免疫低下模型小鼠免疫功能的影响,旨在为提高动物免疫机能的营养调控措施提供一定的理论依据。【方法】将80只小鼠随机均分为4组:C和M组小鼠饲喂基础饲粮,H和MH组小鼠给予含有8.8%的牛磺酸复合添加剂的基础饲粮,试验期51 d。M和MH组小鼠于试验第31天起连续4 d腹腔注射70μg/g BW环磷酰胺(CTX),制备免疫低下模型,其余小鼠腹腔注射等体积生理盐水。统计整个试验期的日采食量,每周称量小鼠体重,并计算平均日采食量(ADFI)和平均日增重(ADG)。试验结束后,采集小鼠血清及胸腺和脾脏,检测小鼠免疫器官指数、细胞免疫、体液免疫、非特异性免疫功能及血清中细胞因子和免疫球蛋白水平的变化。【结果】与C组相比,M组小鼠ADFI、耳肿胀度、血清溶血素水平、免疫球蛋白G(IgG)水平显著降低(P<0.05),ADG、胸腺指数、脾淋巴细胞增殖能力、抗体生成细胞量、腹腔巨噬细胞吞噬能力、白介素6(IL-6)和免疫球蛋白A(IgA)水平极显著降低(P<0.01),脾脏指数极显著升高(P<0.01);碳廓清指数和免疫球蛋白M(IgM)水平无显著差异(P>0.05);与M组相比,MH组小鼠的ADFI、ADG、胸腺指数、脾淋巴细胞增殖能力、耳肿胀度和IgM水平均显著提高(P<0.05),血清溶血素水平、抗体生成细胞量、腹腔巨噬细胞吞噬能力、IL-6和IgA水平均极显著提高(P<0.01),脾脏指数显著降低(P<0.05),碳廓清指数和IgG水平无显著差异(P>0.05)。【结论】该牛磺酸复合添加剂能够改善由CTX所致免疫低下小鼠的固有免疫和适应免疫,改善细胞因子和免疫球蛋白的水平,起到增强小鼠免疫力的作用。

润滑油调合的先进工艺及应用

随着社会经济的不断进步,国内外的润滑油品种也越来越多,本文主要介绍了现今润滑油调合的先进技术和工艺,同时对润滑油调合工艺中所存在的差距,以及先进调合润滑油调合工艺的应用。

国企纪检发挥监督作用的难点及途径研究

国企纪检监督组织主要作用就是预防贪污腐败、以权谋私等现象,对国企职工有着一定程度的束缚作用,同时,国企是一个国家的重要资产使用者。因此,做好纪检组织监督工作是非常重要的。本文将对国企纪检监督组织运行过程中的难点和问题提出相应的解决方案和途径,从而促进国企纪检监督组织工作能够稳定、健康运行。

加氢润滑油基础油结构组成与氧化安定性的关系

随着社会经济的迅速发展,如今在汽车工业、机械工业等领域,对高档润滑油的需求量越来越大,其中对μ、μ类基础油使用量也呈现出迅速增长的发展方向。本文就加氢润滑油基础油结构组成与氧化安定性的关系进行分析讨论。

基础油的分类标准及质量影响因素

随着改革开放的不断深入,我国润滑油市场得到了迅速提升,本文主要介绍了美国及国内基础油分类的标准方法,并进一步分析了基础油质量的影响因素,改善了润滑油的生产工艺。

新型硼氮润滑油添加剂

新型硼氮型润滑油添加剂是以植物油为主要原料而合成的。经过多次的摩擦磨损试验,仔细的观察和分析了这种新型的硼氮型润滑油添加剂在加氢基础油和成品油中所具有的膜材摩擦性能。通过多次的试验表明这个新型的添加剂具有超高的磨损性能。利用了电子系统中的显微镜和X射线进行观察,从中观察磨痕表面的形态及元素,发现其表面含有较多的硼元素,在进行摩擦实验过程中,从中产生了物理吸附和化学反应,其在摩擦中其表面自动生成了含有硼元素的润滑膜,从而减轻了磨损和加大了抗磨损功能。

上海市某人工地层冻结法施工模拟研究

人工地层冻结法是上海市地铁建设中最常用的加固软黏土地基、止水防渗的重要工法。在人工地层冻结法施工过程中,由于水的冻结膨胀作用,会对地铁隧道、联络通道、周围环境造成较大影响。本文使用COMSOL根据水-热耦合理论针对上海市常见的某地铁人工冻结法施工进行模拟。得到了施工过程对温度场、位移场的影响,从而为今后联络通道冻结法施工提供依据。