航道区碎石层对霍尔锚落锚条件下海底管道防护效果研究

航道中船舶抛锚作业使海底管道可能受意外撞击,造成管道局部损伤甚至失效,进而对油气生产安全和生态环境等造成重大危害。采用碎石层防护是航道区等海域海底管道最常用的防护手段。首先基于大比尺落锚模型试验,观测了霍尔锚下落贯入碎石的3个阶段及其贯入过程中管道的应力应变状态。通过建立光滑粒子流体动力学法(SPH)和有限元法(FEM)耦合的数值模型,针对实际不同吨位通航船舶常用的霍尔锚,研究了其贯入碎石层深度及埋设管道受力和凹陷变形规律。最后分析了不同锚质量、碎石层形状和厚度等因素下埋设管道的响应规律。结果表明:采用暗埋式碎石防护层有利于撞击能量吸收,能更好地防护海底管道受损;且采用3m以上碎石防护层能有效保护海底管道抵抗各类实际常见霍尔锚的撞击损伤。

凸棱非平面聚晶金刚石齿的破岩机理及在含砾地层中的应用

为提高聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在含砾、软硬交错等不均质地层中的抗冲击性能,开展了凸棱非平面PDC齿的研究。通过仿真和室内实验对比分析了凸棱非平面齿与常规平面齿的破岩机理。与平面齿相比,凸棱非平面齿与岩石的接触应力分布更均匀,切削破岩过程中的载荷波动幅度明显更小,切削稳定性更高。凸棱齿特殊的非平面结构改变了切削齿与岩石的互作用方式,在不均质地层得到成功应用。

高速液压夯加固台背碎石土现场试验研究

为探究高速液压夯加固碎石土的动力特性及影响规律,依托潍坊至青岛高速公路某台背回填工程,开展了高速液压夯加固箱涵背侧回填碎石土的现场试验研究。试验采用预埋土压力计、应变片等监测元件的方式,监测夯击过程中碎石土及涵背的应力、应变发展规律。以动应力、残余应力、夯沉量、标准贯入击数及涵背应变作为评价指标,探究了高速液压夯的动应力传播规律,分析了夯击次数、夯击能、夯间距等因素对碎石土加固效果以及施工振动对桥涵台背的影响。结果表明:高速液压夯所产生的动应力主要沿竖向传递,有效加固深度可达2 m,在水平向0.5 m范围内衰减速度快;由于夯击对周围土体的加固作用,对临近夯点夯击时,其动应力明显增加;增加夯击能可有效提高加固效果,使用高档位夯击时加固效果更为显著;加固效果随夯击次数的增加而增强,但每一击所产生的密实效果逐渐降低,对碎石土路基,夯击次数以小于9次为宜;适当减小夯间距可提高加固效果,适宜夯间距为1.5倍夯锤直径;夯击产生的涵背结构物应变远小于规范值,对箱涵等构筑物的安全影响很小。研究成果可为类似桥涵台背路基填土夯实工程的设计及施工提供借鉴和参考。

基于颗粒离散元素法设计防砂砾石参数新方法

为了对目标井地层砂样采取更具有针对性砾石优选,提高砾石充填防砂效率,采用基于颗粒离散元素法的数值模拟方法进行不同类型、不同粒径砾石的防砂效果实验,并提出了一种综合因子的概念,可将防砂效果进行量化。通过数值模拟实验结果与常用方法的对比,验证了数值模拟手段进行防砂砾石选择的可行性,进而设计了对不同目标井地层砂样更具针对性的防砂砾石粒径选择方法。利用该方法可优选出最佳砾石尺寸,同时达到对出砂地层进行高效精确防砂、减少室内实验时间和资源浪费,节省实验费用的目的。

碎石桩-冲击压实联合法加固软弱土地基案例剖析

为降低软弱土地基采用碎石桩-强夯联合法施工时产生的振动影响,结合昭通机场工程地基处理实例,提出了碎石桩-冲击压实联合法。通过对原地基、碎石桩桩间土地基和碎石桩-冲击压实复合地基进行标准贯入试验、承载力试验、干密度试验、压缩模量试验和密实度试验,以对碎石桩-冲击压实联合法地基加固技术及其处理效果进行分析。结论表明:碎石桩-冲击压实联合法施工机具简单实用,可有效提高地基承载力1倍以上;在5 m深度范围内,复合地基桩间土的干密度和压缩模量显著提高;经过碎石桩-冲击压实联合法处理后,软弱土地基压实度可达98%以上。

风沙流对列车车窗玻璃破坏能力的试验测试

基于新疆铁路风区是全世界铁路内陆大风风速最高、风灾最严重的地区之一，加之以铁路沿线沙粒粗大的砾漠地貌，形成的风沙流使车窗玻璃破损情况严重，是影响列车大风期间行车安全的重要问题之一，通过试验手段将风载荷和沙粒冲击单独作用到车窗玻璃上，最后将这2种载荷耦合加载，对造成列车车窗玻璃破碎的主要原因进行试验分析。研究结果表明：车窗玻璃能承受的瞬态风压和稳态风压分别为69.38 kPa和29.50 kPa，各粒径等级沙粒能够击碎车窗玻璃的速度与粒径呈幂函数关系，幂约为-0.71；当风沙耦合作用时，车窗玻璃所承受的4 kPa环境风压使沙粒击碎玻璃的速度减小6%-7%，最终确定致使车窗玻璃破碎的主要原因是沙粒冲击而非风压载荷，且在风区恶劣风环境下，危险的粒径范围为5-6 mm。本研究对制定有效的风沙防护改进措施、形成保障车窗玻璃安全的行车指挥方案具有一定意义。

基于小波变换的碎石土垫层落石冲击回弹系数试验

针对碎石土体,通过模型试验设计:选取下垫面土体为4种土石比的12种密实度、5种落实高度,采用动态应变仪获取的落石冲击力波,经小波消噪处理,提取出最大冲击力;试验获取相应的变形模量和泊松比。根据Hertz碰撞理论,通过冲击过程能量转化的分析,用回弹系数考虑冲击过程中的能量损失,建立了落石最大冲击力公式。在试验的基础上,通过试验值反算各种土石比在不同密实度下回弹系数的均值和最大值。结果表明:回弹系数随垫层密实度的增加而增大;土石比为4∶6的碎石土垫层的回弹系数高于其它3种土石比垫层,在其密实的状况下极大值可达0.314;而土石比为3∶7的碎石土垫层的回弹系数最小,在其疏松状况下极大值为0.266。所获的细化的碎石土垫层回弹系数与已有的结论趋于一致,能较好地为落石运动路径计算和防治工程设计提供科学依据。

浆固碎石桩成桩注浆渗透影响分析

浆固碎石桩作为一种新型软土地基处理技术,其主要通过注浆改善桩体的加固效果,同时通过浆体渗透来改善桩周土体的物理力学性质,从而减小浆固碎石桩复合地基沉降。针对浆体对桩周土体的渗透作用,按照平面轴对称问题,推导出注浆渗透影响范围的计算方法和浆固区压缩模量计算公式,并通过室内模型试验研究,验证了浆固区压缩模量计算公式的正确性。随后,利用数值计算分析,对浆固区影响范围进行量化分析,并通过数值拟合得到了考虑注浆渗透影响的桩体等效半径计算公式。所得结果对工程设计具有重要的指导意义。

富水条件下低热沥青浆液流动特性试验研究

低热沥青灌浆是在动水条件下封堵大空隙地层渗流通道的一种非常有效的方法。文中开展了富水条件下低热沥青浆液扩散性能和抗冲性能试验研究,揭示了低热沥青浆液在富水条件下的性能变化规律,该浆液具有良好的扩散能力,可基本满足在中等块石地层中灌浆孔排距对浆液扩散范围的要求。通过试验获得了不同流速条件下低热沥青的抗冲性能指标、并与速凝膏浆、水泥-水玻璃浆液进行了对比研究,采用低热沥青浆液进行封堵时,封堵率100%,封堵速度快,并且低热沥青-水泥基灌浆材料的复合灌浆弥补低热沥青结石体强度较低的不足。其成果可为类似工程提供有益的参考。

玛瑙的形成原理

该文对宇宙岩石学基本原理、宇宙凝胶态矿物学基本原理、玛瑙形成的基本原理、各种玛瑙的形成原理、二氧化硅液态熔体分异原理进行了较深入地演绎阐述。作者通过长期对大量的玛瑙实物和玛瑙产地进行仔细观察和深入研究发现 ,玛瑙是在太空中形成的。在太空中运行的二氧化硅凝胶态熔球遭到砾石雨或砂尘暴撞击以后 ,在振动力和波动力的作用下 ,球体内就会建造出平面或曲面层状构造 ,冷却为固相后就形成了玛瑙。该文在结合实物的基础上 ,比较全面、系统地归纳出 30余种玛瑙的形成原理。

冲击弹性波法测试胶凝砂砾石性能的试验研究

本文简要介绍了冲击弹性波法的理论和特点,并采用此项技术针对胶凝砂砾石的力学强度,胶凝砂砾石坝保护层材料的抗冻耐久性能开展了探索性的试验研究。通过测试试件的波速与试件的力学强度和动弹性模量等建立相关联系,试验结果表明,抗压强度与弹性波波速存在良好的指数关系,动弹性模量与弹性波波速也具有较好的相关性。因此将此项技术应用到胶凝砂砾石筑坝工程的质量检测和安全监测方面具有前景,本文的室内试验成果为工程现场应用做出了初步探索。

地热深水井蓬堵事故的处理及预防

通过对一起地热深水井常见事故类型:填砾或投放止水泥球、固井石子发生的蓬堵事故原因的分析,提出了正冲、反吸排渣处理蓬堵事故的工艺及预防措施。并简要介绍了处理该类事故所需的机具及工艺。

水泥稳定碎石混合料离析的原因及措施

为了保证路面基层质量和延长沥青路面的寿命,减少或消除离析现象十分必要。针对水泥稳定碎石基层施工中骨料离析的现象,就其产生的原因进行综合分析,并提出相应的控制措施。

察尔汗地区复合地基加固盐渍土效果试验

采用动力触探试验和平板荷载试验,就砾石桩、强夯、强夯置换和冲击碾压4种方法对盐湖区察格高速公路盐渍土地基的加固效果,从桩体密实度、复合地基承载力、变形模量、桩土应力比等方面进行了分析.结果表明:①强夯置换墩的密实度低于砾石桩;②强夯置换加固效果最好,冲击碾压法效果最差,承载力两者相差166.9%;③夯击能是后3种加固工艺中决定加固效果的重要指标,其大小直接关系着加固后的承载力和变形模量的数值;④砾石桩桩土应力比约为3.36,强夯置换复合地基墩土应力比为2.05,砾石桩和强夯置换均可有效降低盐渍土天然地基的沉降.

西藏巨石文物平移关键技术方案及其应用

大型实体结构整体平移目前尚缺乏成熟的成套技术.结合西藏拉萨某大型巨石文物避让规划道路的平移 工程,提出了系统的关键技术方案.首先,分析了该平移工程的技术特点和难点;其次,针对单位面积荷载大、上大下 小易倾覆、场地条件复杂、切割分离与穿石轨道施工等诸多技术难点,提出振冲碎石粧地基处理、筏板轨道基础、托 换梁与防倾覆支撑相结合、穿石轨道施工与切割分离相结合的成套技术方案,并建议了适宜的移位系统方案和就位 连接方案;最后,给出了方案实施的步骤流程图.本方案在拉萨巨石平移工程中成功应用,将平移工程中单位面积荷 载值提高1倍以上.

冲击映像法在沉管隧道基础灌砂监测中的应用

在沉管隧道工程中,采用无损检测技术对基础灌砂施工效果实施实时、经济、有效的监测,是施工监测必须要解决的难题。本文结合南昌红谷隧道监测实例,系统地介绍了冲击映像法在基础灌砂施工中的应用情况,包括测线布设、数据采集、分析与评定方法、监测结果以及相关的结论与施工建议。监测结果表明:冲击映像法能够对基础灌砂效果进行实时有效地评判,是一种新的基础灌砂施工监测与灌砂效果评价方法。

冲击式粉磨机在砂石生产线上的多用途开发应用

粒度的大小影响物料的脆性塑性,物料的冲击速度、入射角度、破碎腔的气动性能都影响粉碎效果。为适应砂石企业升级转型建设绿色矿山且少用钱多办事的现实需要,尝试使用同一台设备,通过调整物料的进料粒度、冲击速度、入射角度及破碎腔的气动性能,在同一生产线上的不同时段,改变主机变频器控制的电机频率,生产粗石、碎石、细砂和矿粉的"一机多用"的开发实验,取得了预期的效果。

强夯置换中碎石运动机制和成墩过程的数值模拟

关于强夯置换碎石墩形成机理(特别是碎石运动和动态成墩过程)的数值模拟研究较少。之前的数值模拟研究往往将碎石垫层视为均匀的连续介质进行分析,偏离了碎石体的物理实质。将碎石分为个体分散接触进行了建模,对单次夯击和连续多次夯击过程中碎石体的变形成墩过程进行了数值模拟。分析结果表明:将碎石垫层视为分离的碎石个体进行模拟可展现强夯置换中碎石墩的形成过程及其变形机制;强夯置换过程按时间顺序可分为夯锤与碎石的能量传递和碎石垫层之间的应力波传播过程、碎石垫层接触软土后的整体变形、夯锤二次冲击碎石结构重分布、稳定结构的碎石与夯锤共同运动4个阶段,并分别阐述了各阶段的具体原因和作用;从铅垂方向排列碎石的水平运动分析了整体成墩的原因。通过对连续夯击过程的数值模拟,获得了夯锤运动状态、能量释放时间变化规律,数值模拟得到的夯锤运动位移、速度、加速度与试验观测结果比较吻合。

软基处理技术及质量控制

结合某工程,从施工原理及适用范围、施工控制、施工工艺流程、质量控制等方面论述了水泥搅拌桩、碎石桩、冲击碾压处理软基的施工方法并取得了较好的效果,对同类工程具有很大的借鉴作用。

甘肃岷县浑水沟泥包砾成因机制及其灾害意义

2020年8月,甘东南地区持续降雨且伴随多个强降雨过程,岷县梅川镇浑水沟暴发泥石流,左岸方家山滑坡失稳下滑,严重威胁沟口成兰铁路安全。基于野外调查、遥感解译和室内测试结果,分析泥包砾的形态结构、矿物组成以及堆积特征,研究泥包砾形成的地质环境和机制,探讨泥包砾的灾害意义。研究结果表明:泥包砾分布于浑水沟流通区下游及堆积区,呈球形且具多层结构,由石英、方解石、黏土矿物等组成,其形成主要受控于流域第四系黄土和古近系泥岩中的黏土矿物,而较缓的沟道、岸坡黄土滑坡和崩塌的发育以及适宜的水动力条件,促进了泥包砾的形成和自生加大;泥石流冲击力随着泥包砾粒径的增大而增大,再起动所需临界泥石流流速相较于块石较小;泥包砾是古近系泥岩与泥石流共同作用的结果,具有加剧泥石流危害的作用,因此亟需治理浑水沟泥石流以保证成兰铁路的安全运营。