复合地层中盾构施工掘进参数相关性及预测研究

在盾构掘进过程中,众多掘进参数交织在一起,规律错综复杂。科学地分析这些参数之间的规律与相关性,对于盾构的实时控制至关重要。依托济南地铁R2左线工程,基于机器学习方法对复合地层中盾构施工的掘进参数进行研究。首先,分析地层参数与盾构掘进参数之间的关系,通过相关性分析发现,6个掘进参数中,盾构的总推进力和刀盘扭矩与其他参数的相关性尤为显著。然后,利用支持向量机算法,对不同地层中盾构总推进力和刀盘扭矩进行预测。预测结果与实际监测结果基本一致,证明这种方法的有效性。最后,为进一步提高预测精度,采用PSO算法对盾构掘进参数预测模型进行优化。优化后的模型总推进力R2提升约3%,刀盘扭矩R2提升约10%,优化效果十分显著。该项研究可为复合地层中盾构施工参数选择提供重要参考。

复合杀菌型泡沫剂的开发及其应用

设计并配制了系列复合杀菌型泡沫剂,通过表面活性剂的筛选及优化配置,使产品具有优秀的发泡性,泡沫丰富细腻。以PCMX及ClO_(2)复合物为杀菌剂,通过配比设计及制备工艺优化,所得泡沫剂在3.3‰的稀释浓度下仍然具有高效的杀菌性能。在马桶上实测泡沫剂的泡沫性能,通过悬液定量法评估泡沫剂的杀菌性能,通过冷热测试,评估泡沫剂的稳定性。结果表明,PCMX与ClO_(2)复合杀菌剂体系能与AES水溶液混溶,表面活性剂组分简单,但发泡性能优异,含25wt%AES的泡沫剂在马桶上实测的泡沫层厚度大于4 cm。以AEO-9为增溶剂,PCMX含量为4.5 wt%,ClO_(2)浓度为150 mg/L时,泡沫剂稀释液的杀菌率达到100%。泡沫剂稳定性好,热储、冷藏及冻融测试后产品无分层,无害絮凝,放置30天后,其发泡性几乎不受影响,稀释液杀菌率保持在95%以上。所配制的泡沫剂应用前景良好,适用于智能马桶的泡沫盾中,发挥防溅,隔臭,杀菌的功能。

镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能研究进展

航空航天、信息通信等领域不断发展,随之产生的电磁干扰也逐渐被人们重视,面对电磁屏蔽材料兼顾结构轻量化的功能/结构一体化发展趋势,已经有越来越多的研究者将关注点放在了镁合金及其复合材料上。镁合金作为一种密度极低的金属材料,具有较高的比强度和比刚度、优异的阻尼和电磁屏蔽性能,以镁合金为基体制备复合材料可进一步提升材料的综合性能,兼具高导电性、导热性和优异力学性能的碳纳米管(CNTs)、纳米石墨烯(GNPs)等纳米碳基材料和具有特殊空心结构的粉煤灰球(FACs)均可作为镁合金复合材料的增强体,综合提升材料的力学和电磁屏蔽性能。目前,针对镁合金及其复合材料的电磁屏蔽性能研究主要集中于合金化元素选择及成分设计、热处理及加工工艺、晶粒尺寸、织构及相分布、复合材料体系设计等方面。从电磁屏蔽原理出发,综述了近年来镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能的研究,主要对镁合金及其复合材料导电、导磁性的影响因素进行了介绍,并讨论了作为复合材料提升镁合金电磁屏蔽性能的机理,最后针对这类轻量化电磁屏蔽结构材料的应用前景进行了展望。

基于正交试验的复合地层盾构隧道下穿邻近管线敏感性因素研究

针对盾构隧道下穿对邻近管线的影响,目前还鲜有学者进行复合地层盾构隧道下穿邻近管线敏感性方面的研究。依托南昌地铁4号线区间隧道下穿某邻近管线工程实例,采用数值模拟方法,将管线模量、管线直径、管隧夹角和管隧垂直净距作为主要影响因素进行正交试验,以管线最大位移和内力为试验评价指标,分析各因素对盾构隧道下穿邻近管线影响程度。研究结果表明:管隧夹角和管线模量对于管线水平位移为主要敏感性因素;对于管线竖向位移,管隧夹角和净距为主要敏感性因素,管线模量为次要敏感因素;管线模量对于管线剪力为敏感性因素,其他因素均为不敏感因素;管线轴力对管线模量变化最为敏感,但净距和夹角也是不同程度的敏感性因素。试验建立的线性回归方程式可为类似工程提供预测和参考。

石墨烯薄膜及其复合薄膜在电磁屏蔽中的研究进展

简单介绍了石墨烯薄膜的制备方法,有自组装法、真空抽滤法、旋涂法、化学气相沉积法,讨论了不同制备方法的优缺点以及对石墨烯薄膜结构和电磁屏蔽性能的影响。综述了纯石墨烯薄膜、无机物/石墨烯薄膜、聚合物/石墨烯薄膜材料在电磁屏蔽领域的研究进展,重点介绍了不同复合薄膜的制备以及结构设计对电磁屏蔽机制的影响。分析了多组分材料与石墨烯协调作用对电磁屏蔽性能的影响。最后展望了石墨烯薄膜应用于电磁屏蔽领域存在的问题以及未来研究方向。

大断面异形盾构同步注浆两阶段复合扩散机制及压力时空分布模式

异形盾构在隧道断面形式多样化发展的情势下越来越多地出现在地铁建设中,因其自身几何形状特性所对应的非常规盾尾间隙和复杂的浆液流动路径让注浆施工控制较为困难,长时间的拼装过程亦使得浆液压力重分布更难明晰。在分析盾构同步注浆充填运动特征和渗透扩散机理的基础上,通过考虑浆液的非预定填充轨迹、黏度时变性以及驱替/渗滤效应,建立更加符合实际情况的浆液填充与渗透复合扩散模型,推导浆液压力和时空扩散距离的理论计算式。由此统一注浆过程中浆液的填充扩散与渗透扩散两阶段,整合浆液压力的传递和消散过程,依托类矩形盾构工程实例获得压力沿管片的3D时空分布规律。研究表明:浆压的传递与消散对管片总的及单位面积受力均有显著影响,填充扩散的计算结果呈上小下大,重力主导的趋势,竖向梯度约为16kPa/m,压力曲线更加饱满,压力槽现象不太明显;该地层和参数条件下的渗透消散计算结果呈非线性变化特征,前期较快后期较慢,达到稳定时间更短,不透水层的形成使得最终浆压与静水压力的差值达到初始渗透压差的46%左右。文中提出的两阶段注浆扩散模型与现场实测结果更加接近,浆液压力分布的局部趋势、波动特征及消散规律与传统方法计算出的结果有显著区别,其能更好地说明浆液在异形空间中的运动方式及其向外扩散中的损失细节。该研究成果也能在传统圆形盾构隧道的建设中进行应用服务,并为精细化分析施工阶段的衬砌管片受力模式提供理论依据。

关于土压平衡盾构用土体改良泡沫剂的试验研究

本文从土压平衡盾构隧道施工土体改良剂盾构泡沫剂的技术要求出发,针对土压平衡盾构使用的渣土改良剂之一泡沫剂进行配方试验。选择常用表面活性剂AOS、AES、K12在机械搅拌法下进行发泡量对比,以两两复配进行对比,确定AOS/AES复配比例为7∶3时,总有效表活浓度为3g/L,对比不同的增稠剂6501、CAB、高分子聚合物聚丙烯酸钠作为稳泡剂的效果,提升体系的半衰期。得到稳定、均一,且发泡性佳、稳泡好的通用型盾构泡沫剂实验室配方,采用Ross-Miles法进行产品国内外对比,自制产品综合性能指标和经济性明显优于国内外同类产品。

低频磁场屏蔽材料的复合结构与屏蔽性能研究

针对10～100 kHz的低频磁场设计了几种屏蔽材料的复合结构,研究不同屏蔽材料对低频磁场的屏蔽效能。结果表明:低频磁场的屏蔽效能主要与材料的磁导率和电导率有关,屏蔽效能随磁场频率的增加而增加;对于不同频率的磁场,通过调整屏蔽材料的复合结构,能够以较低的厚度获得较高屏蔽效能。

复合地层下盾构换刀技术研究

盾构机在复合地层中换刀是一项难度系数较大的危险作业。本文以穗莞深城际轨道交通线隧道工程为背景,针对本隧道工程所处复合地层的特点,通过旋喷桩加固地层的方法,保证了掌子面土体的稳定性,有效地避免了土体因压力差而发生坍塌的事故,成功实现了常压换刀作业,为类似工程的换刀作业提供了重要借鉴。

复合地层双模盾构适应性及掘进参数研究

依托南宁市轨道交通5号线五一立交站—新秀公园站区间隧道工程,论述了土压–泥水双模盾构的选型依据,基于区间右线双模盾构及左线泥水盾构的现场掘进试验数据,详细对比分析不同地质段和不同模式段的掘进参数变化及能源消耗情况,得出相比于单模式盾构,双模盾构在复合地层条件下的适应性。研究结果表明:始发段由粉土、粉细砂与圆砾组成的复合地层中采用的泥水平衡模式严格控制地面沉降,在过江段所在的全断面粉砂质泥岩和泥质粉砂岩复合地层中,土压模式有效规避了泥水盾构易固结泥饼的风险;掘进速率方面,右线双模盾构相对于左线掘进速率增幅达181.44%;能源消耗方面,右线双模盾构的盾尾油脂消耗、水消耗及电消耗较左线分别减少了7.87%,30.32%,30.64%。

Cu/Ag复合电磁屏蔽涂料的研究

为提高铜系电磁屏蔽涂料的抗氧化性与电磁屏蔽效能 ,本文采用化学镀法在铜粉体上沉积金属银层 ,获得了具有更为优良导电性的Cu/Ag复合电磁屏蔽涂层 ,表面电阻率由铜系涂层的 0 0 5Ω·cm下降到 0 0 0 2 5Ω·cm。优良的电导率使得涂层具有很好的电磁屏蔽性能 ,Cu/Ag复合涂层的电磁屏蔽效能在 10 0KHz～ 1 5GHz频段范围内达到 - 80dB左右。研究还表明镀银工艺中化学镀的时间对粉体的电导率有重要影响。

采用复合式盾构修建混合地层隧道

广州地铁二号线北段越秀公园 三元里区间隧道采用多模式复合式盾构和 1 5m宽管片施工 ,获得了较好的效果。

复合地层条件下盾构选型的风险分析

以广州复合地层条件下的盾构选型为例,从刀盘刀具对地层的适应性、盾构掘进模式及其工作参数选择出发,分析复合地层条件下采用盾构法施工时,盾构机选型的风险。结果表明,盾构机选型是复杂地层条件下地铁隧道施工的一项重要风险因素,并给出盾构在复合地层中掘进时的选型建议,可为类似工程条件下盾构机选型提供参考。

稀土/高分子复合材料的射线屏蔽性能和磁性能

综述了稀土 /高分子复合材料的射线屏蔽性能和磁性能。指出稀土 /高分子复合材料在 X射线屏蔽应用中可有效地弥补铅的弱吸收区，具有高稀土含量的复合高分子屏蔽材料具有强的热中子吸收能力，含稀土的共聚物具有强顺磁性。提出了制备磁性和磁智能稀土 /高分子复合材料的可行性。

双层结构协同增效保护油气层技术及其室内实验评价

针对屏蔽暂堵保护油气层技术存在的问题,提出了双层结构协同增效保护油气层技术,即通过镶嵌屏蔽剂与膜屏蔽剂复配使用,在封堵较大孔隙或微裂缝基础上形成有效聚合物胶束屏蔽膜,从而有效降低钻井液侵入地层。室内实验评价表明:镶嵌屏蔽剂与膜屏蔽剂的复配使用可产生较好的协同增效保护油气层作用,对钻井液流变性影响不大,具有降滤失作用明显、渗透率封堵率高、封堵强度大、易返排等特点。

有机无机精细复合紫外屏蔽包装材料的研制

将无机Ｃｒ２Ｏ３超微粒子进行表面处理，使其与单体相溶，用本体聚合方法制成透明均一的紫外屏蔽包装材料。

新型宽频吸波剂溴-插层化合物研究

制备了一种新型宽频吸波剂溴-石墨插层化合物及溴-插层石墨纤维,应用扫描电子显微镜对产物结构特点、表面形貌及膨胀性能进行研究,根据范德堡法测试粉末状溴-石墨层间化合物的电导率;由傅立叶红外变换光谱仪测试出超细粉溴-石墨插层化合物的吸光度,并由毫米波信号发生装置测试出溴-插层石墨纤维的衰减率,从而得到其质量消光系数。结果证实溴-插层化合物对工作在军用红外波段及8mm波段的电子设施能够可靠实施干扰。

广州地铁五号线盾构隧道工程施工技术

受周边环境、地质条件、线路站位及施工工期等因素制约,广州地铁五号线盾构施工面临诸多难题和挑战。在施工过程中成功研究并应用了SEW工法、暗挖导洞群桩基托换法,针对江中超浅埋泥水盾构过江、土压平衡盾构过溶洞群、超小曲线半径重叠隧道盾构等施工难点采取新技术和新工法,并在盾构过砂层时采取TAC高分子聚合物等新材料,有效控制了盾构施工中土体稳定和变形,保证地铁五号线顺利施工。

一种复合式磁场空间装置的探讨

探讨了一种在磁屏蔽室内套装三轴亥姆霍兹线圈系统的复合装置。该装置可以在周边磁场较乱、磁场梯度较大的环境中构建一个大区域、高均匀度的弱磁场空间,拓宽了弱磁空间的应用领域,降低了构建成本和构建难度。给出了该装置构建的5个技术环节要点。

渣土保压泵送技术在富水复合地层土压盾构施工防喷涌控变形中的应用

为了攻克富水复合地层土压盾构防喷涌、控变形等难题,依托广州地铁14号线1标工程,研制并投入使用了渣土保压泵送装置,实践了富水复合地层土压平衡盾构机渣土保压泵送技术及与之配套的渣土改良技术。结果证明,该技术能有效解决土压平衡盾构机在富水软弱地层的喷涌问题,减小地表沉降,大大提高了压力控制精度和盾构施工的安全性,为相似地层土压盾构施工提供了技术参考。