钢波纹板-模袋混凝土支护结构及其在圆形竖井中的应用研究

为探究钢波纹板-模袋混凝土支护结构的施工工艺及其应用效果,通过室内单轴压缩试验研究加压排水工艺对不同养护龄期模袋混凝土强度的影响规律;然后,建立三维有限元数值模拟,开展钢波纹板-模袋混凝土支护结构第2阶段现场工艺试验,验证其结构和工艺的可行性及工程效果。结果表明:1)加压排水工艺可以显著提升模袋混凝土的早期抗压强度,轻质量模袋在加压排水中对模袋混凝土抗压强度的提升效果最佳;2)模袋混凝土能够有效地填充钢波纹板与开挖面间的空隙,模袋有助于混凝土气体与水分的排出,从而缩短凝固成型时间;3)混凝土灌注过程对钢波纹板受力影响轻微,各块波纹钢构件在工作状态下均匀受力;4)类似工程中推荐应用轻质量的涤纶长丝纺粘针刺非织造土工布模袋。

基坑装配式内支撑高脚螺栓-模袋混凝土固支端及其承载性能

基坑工程内支撑体系中,混凝土支撑因其承载能力高、布置不受限制、端部节点现浇、整体性良好等优势得以在基坑工程中广泛使用,但混凝土支撑在设计与施工中的弊病也十分显著,存在设计截面过大、施工周期长、污染性强、成本高、浪费严重等问题。因而,针对混凝土支撑在基坑工程中表现出的优势与劣势,并结合地铁明挖车站深基坑工程的特点,设计一种装配式组合钢管混凝土内支撑,从提高端部节点刚度和强度、实现端部固定连接等角度出发,提出一种适应于地铁基坑装配式组合钢管混凝土内支撑的高脚螺栓-模袋混凝土固支端。通过阐明固支端的设计方案、构造特点和工作原理,并将其与混凝土支撑现浇节点进行对比分析,论证了由预埋钢板、空心法兰盘、模袋混凝土和高脚螺栓等特殊构件组成的固支端,在支撑体系中发挥了固定支座的作用;为建立固支端设计与验算的理论依据,通过分析固支端的力学机理、破坏模式及其演变规律,得到固支端的抗压与抗弯承载力的解析方法;为验证固支端承载性能的理论解析方法的可行性,结合数值模拟验证分析了理论与数值结果,并对影响固支端承载性能的主要因素进行参数化分析。

隧道初期支护模袋混凝土抗压强度试验研究

为研究隧道新型支护模袋混凝土的抗压强度,设计了高流态混凝土配合比,对4个不同试验工况的混凝土试件,以3,7,28 d抗压强度为考察指标,分析在相同排水条件下模袋以及在相同模袋条件下有压排水对于混凝土抗压强度的影响。对比分析养护龄期对不同试验工况混凝土抗压强度的影响,揭示了不同试验工况混凝土破坏形态。结果表明:模袋对混凝土抗压强度影响不大,但可以提高其整体变形能力;有压排水可大幅度提升混凝土抗压强度,且提升随养护龄期增长呈现先增加后减少的规律;不排水混凝土抗压强度前期增长较慢后期较快,而有压排水混凝土恰好相反;无模袋混凝土破坏时形成两个对顶的角锥形破坏面,有模袋混凝土破坏时裂缝沿着平行于力的作用方向产生,但两者边缘都有贯穿裂缝。研究成果可为探究模袋混凝土力学性能及强度试验方法提供一定参考。

圆形竖井钢波纹板-模袋混凝土支护结构现场试验研究

为解决喷射混凝土工作环境差、能耗高以及施工中跑浆、漏浆等问题,提出钢波纹板结合模袋混凝土的新型支护方案。依托圆形竖井,采用倒挂井壁逆作施工法展开现场试验,分析灌注压力的变化规律及其影响。结果表明:(1)模袋混凝土可充填开挖面与钢波纹板之间的构造间隙及预留空间,与钢波纹板形成具有一定强度和刚度的组合结构,能够维持开挖面稳定、抵抗开挖面变形,施工工艺具有可行性;(2)根据现场监测结果可知,在混凝土灌注过程中,模袋内混凝土流动性良好,能充分填充模袋,注满后,灌注压力逐渐消散,且钢波纹板产生的环向应变很小,支护结构在工作状态下均匀受力;(3)试验选用的土工布均具有透气、透水、不透浆的特性,能有效解决喷射混凝土施工存在的跑浆、漏浆等问题,但材料特性和加工性能略有差异;(4)钢波纹板与模袋混凝土结合形成的新型支护结构,为隧道等地下工程支护技术提供了新思路,具有重要意义。

模袋混凝土在金桥闸除险加固中的应用

通过模袋混凝土在滨州市金桥闸除险加固工程中的应用实践,论述模袋混凝土护坡方案的施工工艺及质量控制措施,得出模袋混凝土具有施工速度快,适应性强,整体性好等优点,可以满足水下铺设充灌工作的要求。

模袋混凝土干湿-冻融侵蚀孔结构的分形特征

为探究干湿-冻融循环作用下模袋混凝土损伤特征,基于扫描电镜(SEM),结合差分盒维数法,计算得到了其分形维数的微观损伤演化特征;又基于核磁共振试验(NMR)的T_(2)谱计算了孔隙体积的分形维数,发现孔隙结构具有分形特征,并推导了孔隙度、渗透率与分形维数之间的数学关系;进一步,结合分形理论,以相对动弹性模量为损伤指标,建立了基于小波变换回归估计的模袋混凝土干湿-冻融损伤模型.所建立的损伤模型能够很好地表征渗透率与相对动弹性模量之间的函数关系,说明分形维数能够作为损伤参量用以评估模袋混凝土的抗干湿-冻融性能.分形维数将模袋混凝土的微观特征进行了量化,建立了其微观和宏观损伤的联系,研究结果可为模袋混凝土衬砌干湿-冻融损伤定量描述提供依据.

IWSF-FA模袋混凝土抗压强度、孔隙结构和物质组成

为优化模袋混凝土衬砌性能,合理利用当地粉煤灰和废弃硅粉代替部分水泥制备模袋混凝土衬砌.通过抗压强度试验、固体紫外试验、核磁共振和热重试验研究双掺粉煤灰-工业废弃硅粉替代适量水泥后对模袋混凝土抗压特性、内部孔隙结构和水化物质组成的影响.结果表明:合理双掺工业废弃硅粉和粉煤灰(如FA15S4)可以提高模袋混凝土的抗压强度;紫外吸收光谱表明其水化产物C-S-H和CH组成优于其他组别;核磁共振T_(2)谱分布呈现“三峰结构”,左峰信号幅度最高,双掺工业废弃硅粉-粉煤灰有利于改善其内部孔隙结构.并且双掺工业废弃硅粉和粉煤灰后,热学性质良好.建立了基于BP神经网络理论的模袋混凝土早期抗压强度预测模型,预测结果与试验测试值的最大相对误差为2.7%.研究结果可为工业废弃硅粉和粉煤灰混凝土在水工衬砌工程中的应用提供参考依据.

汉江雅口航运枢纽工程一期围堰结构优化设计

汉江雅口航运枢纽工程一期围堰原设计存在工程量大、工期紧、材料供应难、施工效率低、护坡不能满足要求等问题,通过研究类似围堰工程的施工技术,结合该工程的实际情况,采用充填沙袋戗堤、粉细沙堰体、充填沙袋及模袋混凝土护坡的土石围堰结构,成功解决了原设计中存在的问题,顺利地在节点工期内高质量地完成了工程施工。

模袋混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型及应用

为了探究寒区模袋混凝土梯形衬砌渠道冻胀破坏力学模型,通过总结寒区模袋混凝土梯形衬砌渠道的冻胀破坏形式,对模袋混凝土梯形衬砌渠道发生冻胀破坏的机理进行分析,并结合大量的野外试验,对寒区模袋混凝土衬砌渠道的受力问题进行研究.在此基础上,通过对衬砌渠道合理的假设和简化,提出了模袋混凝土梯形衬砌渠道受冻胀破坏的力学模型,推导出模袋混凝土在空洞处内力表达式,同时总结了模袋混凝土衬砌结构发生冻胀破坏的判断准则.通过有关规范确定了最大法向冻胀力和切向冻结力,即可求出模袋混凝土的内力,并对模袋混凝土的厚度进行验算,为今后的工程设计提供一定的理论依据.在实际工程中,模袋混凝土衬砌结构在空洞处容易发生断裂破坏,应避免模袋混凝土衬砌结构出现空洞现象.

模袋混凝土复合断面渠道糙率系数计算与试验研究

针对目前模袋混凝土复合断面衬砌渠道糙率系数仍然根据经验确定的问题,开展了模袋混凝土护坡、砂砾石护底的复合断面渠道糙率系数的研究.将"Z-method"复合断面分割法与渠道剪应力公式结合起来,从渠道受到剪应力入手,把复合衬砌渠道断面分割成3个独立的部分,并将湿周作为基本参数进行计算,推导出了模袋混凝土复合断面衬砌渠道糙率系数的计算公式.为了验证公式的合理性,在河套灌区什巴分干渠和建设二分干渠2个不同渠段进行了原型观测试验.观测结果表明,在不同水深、流量条件下,模袋混凝土复合断面衬砌渠道的糙率系数为0. 024 5~0. 026 5.利用试验资料,将推导公式的计算结果与试验观测结果进行比较,最大相对误差为6. 87%,表明推导出的复合断面衬砌渠道糙率系数计算公式的计算结果精度较高,能够满足实际工程应用要求.

模袋混凝土衬砌梯形渠道冻胀适应性研究

为探明开放系统条件下梯形渠道渠基土冻胀对混凝土衬砌结构破坏规律,该文在水热力三场耦合理论的基础上,考虑毛细作用及薄膜水迁移理论,采用动态变化的上下温度边界,利用多场耦合软件COMSOL模拟了渠基土67 d的冻胀过程,得出渠基土冻胀量。在此基础上,考虑模袋对冻土与混凝土间接触行为的影响,利用有限元软件ABAQUS模拟冻土与普通混凝土、冻土与模袋混凝土间接触力学行为,最终得出衬砌不同位置处应力场及位移场。结果表明:在距离渠底约1/3坡长处、渠底中心处冻胀量较大,渠顶处冻胀量最小;普通混凝土所能适应的最大不均匀冻胀量为2.98 cm;模袋混凝土的使用改变了冻土与混凝土间的接触行为,应力最大值约为普通混凝土的1/250,季节性冻土地区采用模袋混凝土可显著提高对不均匀冻胀量的适应性。该模拟结果与工程实际结果吻合度较好,研究结果可为开放系统下季节性冻土区梯形渠道的工程设计提供参考和依据。

葛洲坝三江航道水下护坡修复技术应用研究

分析葛洲坝三江航道上游右岸护坡的破损机理,介绍两种常用的修复技术,提出一种新的水下护坡修复技术,并结合葛洲坝三江航道上游右岸护坡修复工程实例详细介绍了该技术实施过程和应用效果,最后分析了该技术的特点和应用前景。

隧道初期支护模袋混凝土抗压强度改进试验研究

为进一步研究隧道新型初期支护模袋混凝土的抗压力学性能,对原试验试验设计与制作过程进行改进,使得试件制作过程更加符合模袋混凝土实际施工工艺,并针对3个龄期(3、7、28 d)进行了不同试验工况的制作,分析不同龄期下模袋、加压排水压力、加压排水时间3个因素对混凝土抗压力学性能产生的影响以及不同工况试件的破坏形态。结果表明:1)模袋显著提高了混凝土的抗压强度以及整体的变形能力。2)加压排水压力和加压排水时间提高模袋混凝土的抗压强度和整体变形能力的程度不同,一定时间的加压排水压力的提高效果要好于一定压力的加压排水时间。3)普通混凝土试块是形成角锥形破坏面;无模袋混凝土试块是沿着平行于力的作用方向破坏;模袋混凝土试块破坏形态从正面来看呈现散落“花”状。

多种护岸型式在栟茶运河治理工程中的应用

针对栟茶运河的功能和地质特点,对比了多种护岸型式的特点,按照不同河段的防护需求,选择了合适的护岸措施,有效防止船行波冲刷破坏和岸坡坍塌,提升河道水环境质量,经济技术合理可行,生态环境得到有效兼顾,实现河道长效治理目标。

察尔森水库除险加固施工导流设计

察尔森水库是一座以防洪、灌溉为主,结合发电、养殖等综合利用的大(1)型水库。2011年,针对大坝基础渗漏、溢洪道结构安全等问题,进行除险加固设计。根据加固工程布置特点、水库运行条件等因素进行导流方案、导流程序、导流建筑物设计,为类似工程提供借鉴经验。

葛洲坝三江防淤堤护坡破损原因分析及加固措施研究

以葛洲坝三江防淤堤加固为例,对防淤堤护坡可能的破损原因进行分析,根据破损部位和原因的不同,分别制定加固方案;重点介绍了模袋混凝土这一护坡水下加固新方法的设计、施工状况,可为今后类似护坡加固提供有益的借鉴。

模袋用自密实混凝土的侧压力及其扩展度损失研究

针对用于"柔性模板"的模袋混凝土其扩展度损失和侧向压力问题展开研究,通过试验对比分析了不同配比的自密实混凝土在0 h^2 h内扩展度损失量的变化,以及0 h^6 h内不同配比的自密实混凝土其模板侧压力的变化趋势。研究数据和结果不但为下一步开发新型"柔性模板"的模袋材料提供了重要的参考依据,而且还为特殊的模袋混凝土施工工艺提供了数据参考。

铰接式潜隙排水模袋研究

铰接式潜隙排水模袋的研究,主要是为了解决吉林省季节性冻土区外渗水边坡渠道护砌结构的冻胀问题。文中经过大量的理论研究与室内试验,利用结构创新研究思路提出了适应渗水、冻胀边坡防护新结构——铰接式潜隙排水模袋防护结构。并经过试验工程验证了其是一种适用于季节冻土区外渗水边坡防护的新型结构,具有推广价值。

模袋混凝土技术在南水北调江都站改造工程中的应用

模袋混凝土是我国20世纪80年代从国外引进的一项现浇混凝土新技术，2005年应用于南水北调江都站改造工程中。介绍了模袋混凝土的参数设计及施工方法，对驳船滑道法和水下铺灌法两种施工方法进行对比分析，简述了各自的优缺点，并提出施工中需要注意的事项。

模袋混凝土技术在上桥船闸航道整治中的应用

文章介绍了模袋混凝土技术及在上桥船闸航道岸坡防护中的具体应用。