水下爆炸气泡上浮量预报研究

采用理论分析与水下爆炸试验相结合的方法,对水下爆炸气泡上浮量进行了研究。首先,根据无量纲化气泡上浮量与脉动周期正比例关系,推导出了基于测量周期的气泡上浮量计算公式;根据气泡上浮量测量结果,对无限水域气泡上浮量计算公式进行修正,得到了考虑边界条件影响下气泡上浮量计算公式。其次,基于测量周期计算得到了水下爆炸气泡上浮量,经与试验测试结果进行比对,两者吻合较好;基于上浮量、冲击波峰值计算得到了气泡脉动实际峰值,进而得到了气泡脉动实际峰值与测量峰值之间的比例系数;基于测量冲击波峰压和修正后气泡峰压计算得到了上浮量,并由于脉动周期测量值计算得到的上浮量进行比较,两者平均误差仅为3.68%。最后,考虑边界条件的影响,对小当量装药的上浮量进行了测试,试验测试与理论计算结果平均误差为7%。研究表明:底部的存在使气泡周期变大,底部的吸引作用使上浮量变小,导致上浮量计算结果存在一定偏差;空化作用的影响,导致气泡脉动峰压测量值偏大;理论计算值与试验结果偏差在工程允许范围内,表明了论文中提出的计算模型可应用于工程实际。

盾构隧道管片施工期容许上浮量研究

盾构隧道施工中,管片上浮量超过某一界限时,将导致管片环接头张开、错台、管片开裂等问题,但是目前对管片容许上浮量的研究还十分缺乏。采用有限元软件ABAQUS建立考虑管片环接头错台、张开影响的管片施工期上浮分析数值模型,研究管片上浮变形发展规律及环接头变形模式。研究表明,管片施工期上浮变形可以分为线性发展段、圆弧发展段、变形稳定段,其中线性发展段管片环接头以错台变形为主,圆弧过渡段以张开变形为主。在此基础上,研究与管片环接头容许错台量和张开角度相关的管片施工期容许上浮量。对宁波地铁、深圳地铁2种不同结构形式的管片容许上浮量进行对比分析,结果表明管片结构形式对施工期容许上浮量影响很大。

泥质粉砂岩地层盾构隧道管片上浮影响因素

[目的]盾构隧道穿越富水泥质粉砂岩地层时会出现多环管片整体上浮的现象,导致管片出现破损、错台、姿态超限等质量缺陷。为保证盾构隧道成型质量,需对管片上浮影响因素进行研究。[方法]基于盾构隧道纵向刚度折减理论和管片施工阶段受力特点,建立管片施工期纵向整体上浮有限元分析模型,研究管片衬砌结构纵向刚度及动、静浮力因素对盾构隧道长距离、大范围上浮挠曲变形的影响规律。[结果及结论]管片上浮影响因素主要包括静浮力因素、动浮力因素和姿态控制因素。管片最大上浮量发生在脱离盾尾第5环—第8环处。纵向刚度越小,最大上浮位置越靠近盾尾;纵向刚度越大,隧道越呈现长范围整体抬起现象。当水头高度位于管片顶部以上时,管片上浮量不随静水头高度而改变,且静水浮力造成的管片上浮量不超过30%。管片环最大上浮位置不随注浆压力的改变而改变,注浆压力仅影响管片最大上浮量,且最大上浮量与注浆压力线性相关。

考虑土拱效应作用程度的管片总上浮量计算研究

针对泥水盾构施工过程常遇到的管片上浮问题,基于南昌地铁4号线(安丰站-东新站)区间泥水盾构过江隧道工程,对管片上浮量进行理论计算。将管片上浮分为浆液初凝前与浆液初凝后两个阶段,首先分析浆液初凝前管片受力组成,其中在计算上覆土作用力时,采用考虑土拱效应作用程度的改进Terzaghi松动土压力计算式,进而推导浆液初凝前管片上浮理论解,并在此基础上提出浆液初凝前上浮影响系数;其次分析浆液初凝后管片受力情况,采用地基沉降的弹性力学公式计算上覆土层压缩量,得到浆液初凝后管片上浮计算表达式;最后依据现场实测数据验证理论解的吻合度。结果表明:(1)分阶段累计计算得到的管片上浮量与现场实测值吻合较好,管片发生上浮会经历两个阶段,其中浆液初凝前出现的管片上浮量占据主导地位;(2)浆液初凝前上浮影响系数Γ可以较好地反映土拱效应作用程度对浆液初凝前管片上浮计算的影响情况,当考虑土拱效应作用程度时计算值会更接近实测值。

管片衬砌环上浮问题控制研究

考虑管片结构质量的重要性,对管片衬砌环上浮问题进行了原因总结和机理分析。以衡阳市合江套隧道工程实例为依托,通过现场监控量测,发现引起管片衬砌环上浮的主要因素为建筑空隙、地层环境、盾构姿态、壁后注浆。通过对管片衬砌环上浮机理分析,推导出了上浮量求值公式,进而求得其上浮速度及上浮速率值。在掌握引发管片衬砌环上浮因素和上浮机理的前提下,提出了相应的施工控制对策,以期为今后类似盾构隧道工程施工提供经验借鉴。

管桩上浮对承载力的影响

通过对不同上浮量管桩的静载试验成果进行分析后,总结出上浮管桩的静载试验特征,建议相关规范增加条文限制预制桩上浮量。

XPS换填技术在控制地铁隧道变形中的应用

为了保证市政道路达到既定设计标高,路下大量使用轻质土工泡沫填筑前,必须确保路面刚度和自身抗浮措施满足设计要求。为此广东深圳前海自贸区梦海大道跨越地铁1号线路口段采用刚度较大的挤塑型聚苯乙烯硬质泡沫塑料板(XPS板)换填土质路基,采用分仓换填法控制XPS换填过程中地铁隧道上浮过大,采用施作搅拌桩、混凝土盖板、覆土等措施控制XPS板在使用期的上浮量,采用注浆密实XPS板之间的空隙增强填筑体的整体性。实践表明,该套工法具有施工速度快、地铁隧道变形控制好、换填区刚度大等优点。

黑麋峰水泵水轮机主轴密封型式及调试经验总结

主轴密封是水轮机的重要组成部件,可逆式机组具有运行工况复杂、启停频繁、淹没深度大等特点,对主轴密封的可靠性提出了更高的要求。通过对黑麋峰水泵水轮机主轴密封结构型式、主要部件的结构和功能及工作原理进行分析介绍;同时,针对机组调试过程中出现的问题及原因分析、处理措施进行了总结,并就有关问题进行了探讨。主轴密封装置是我国可逆式机组国产化的关键部件之一,其结构型式应保证其高可靠性和便于更换性,设计、安装、调试等每一个环节都需要做到精益求精。

地下水位及开洞范围对地铁车站抗浮影响研究

为加快整条线路的施工进度,拟在某即将建成的长大车站处增设轨排井,为保证铺轨施工,临时关闭了部分降水井,因此地下水位改变,从而引起既有车站的抗浮计算条件改变,可能对车站产生不利影响。基于现场监测数据,采用三维有限元软件,对地铁车站结构顶板增设轨排井及不同开洞范围所造成的主体结构上浮影响进行研究。研究结果表明:在不考虑车站主体结构与围护结构间摩擦阻力的情况下,封闭部分降水井后,设轨排井附近上浮量较大,并且车站不同部位所受上浮影响程度不同,在采取抗浮措施时应区别考虑。在同一水位条件下,车站顶板开洞范围与主体结构最大上浮量呈现非线性增长关系,因此针对不同开洞范围的轨排井、盾构井以及特殊设备井时,应采取不同措施防止车站主体结构上浮。

盾构隧道同步注浆材料外加剂黄原胶的研究与应用

盾构同步浆液由于凝固时间较长,浮力长期存在,直接导致组成隧道的管片错台、破损和隧道超限等问题,影响到地铁隧道的验收与运营。文章分析了管片上浮作用机理,提出了同步浆液对管片的广义浮力及广义浮力密度概念,通过在同步浆液中加入黄原胶,取代常规同步浆液中的膨润土,极大提高了同步浆液的假塑性。通过简单的试验计算分析得出:加入黄原胶的新型同步浆液静置10 min,由于其特有的假塑性比常规同步浆液对管片的广义浮力降低许多,甚至广义浮力接近为0。通过成都地铁某盾构区间隧道实际应用表明:添加黄原胶的新型同步浆液有效填充了管片与开挖面之间的间隙,基本解决了盾构隧道上浮的难题。

基于聚合物塑性双液浆的管片抗浮性能分析

利用阴离子型聚丙烯酰胺有机高分子溶液的增稠保水特性,结合双液浆制备方式,研制了一种新型聚合物塑性双液浆。首先对该单液浆和塑性双液浆的凝结时间、沉入度及扩展度进行了测定,然后设计了管片上浮模型试验,对比分析了单液浆及塑性双浆液的浮力特性。结果表明:与单液浆相比,双液浆呈塑性状态,初凝时间延长了4.8%,终凝时间延长了2.2%,沉入度和扩展度分别降低了44.6%和60.0%;小球在单液浆和塑性双液浆中广义浮力分别为2.22、-35.15N,卸载后小球在单液浆中上浮,在塑性双液浆中仍浸没。经在成都轨道交通19号线二期工程盾构隧道中应用,与注单液浆段相比,注塑性双液浆段管片上浮量减小了约80%,抗管片上浮性能优良。

含超厚淤泥层建筑地基沉桩时桩体位移测试研究

通过实际工程中的测试数据,分析了含超厚淤泥层建筑地基预制方桩施工时后打入桩对已打入桩桩体径向位移量、轴向位移量和上浮量的影响。研究表明:施工时,处于同一轴线上的预制方桩,随着已打入桩与后打入桩距离的增大,已打入桩桩体径向位移量、轴向位移量和上浮量呈对数形式递减。

高速铁路CRTSIⅢ型板式无轨道位置超标分析与精准控制研究

针对目前我国高速铁路普遍采用的CRTSⅢ型板式无轨道轨道板在自密实混凝土灌注后易出现上浮量与横向位移超标的问题,结合在建南沿江城际铁路项目进行分析,采取针对性优化改进与控制措施,确保无作轨道自密实混凝土灌注后轨道板上浮量及横向位移偏差满足验标要求,并在无作轨道施工中进行了具体应用,对类似工程项目有一定的借鉴作用与推广意义。

扬州西郡188花园静压法桩基施工过程中浮桩的原因分析

管桩静压法在施工过程中常引起周边地区的地表土体开裂,相邻建筑物墙体裂缝等工程事故。导致最终不得不更改桩基设计,有的项目由于基桩问题会被拖延一两年时间。一定程度上限制了混凝土预应力高强管桩的应用,特别是在城区的使用。

Filling of the Three Gorges Reservoir to the 135-m Level: Instant Effects on the Yangtze Discharge and Suspended Sediment Concentration Entering the Estuary

Via the valuable opportunity of the Three Gorges Reservoir (TGR) 135-m filling in June 2003, the Yangtze discharge and suspended sediment concentration (SSC) entering the estuary during the period from 15 May to 15 July 2003 were analyzed to examine the instant effects of the filling on them. The Yangtze discharge and SSC entering the estuary in the periods before, during and after the filling clearly indicated three phases: 1) the pre-storage phase characterized by natural conditions, in which the SSC increased with increasing water discharge; 2) the storage phase, during which the SSC decreased dramatically with decreasing water discharge; and 3) the post-storage phase, during which both the SSC and water discharge remained at relatively low levels first until the end of June, then the SSC increased gradually with increasing water discharge. It seems that the times for the instant effects of the decreasing discharge downstream from the upper Yangtze on the Yangtze discharge and SSC entering the estuary due to the TGR 135-m filling to take place were about 5 d and 1 d respectively, while both were about 18 d for those of the increasing discharge. This probably reflects the buffering and resultantly hysteresis of the 1800-km stretch from the upper Yangtze to the estuary. The results are helpful for scientific and hydrological investigation of the Yangtze mainstream downstream from the TGR Dam and of the estuarine and adjacent coastal waters.