桩径和扩径比对大直径扩底灌注桩工程特性影响分析

以中山西环高速公路为工程背景,采用有限元软件PLAXIS 3D进行了桩径和扩径比对扩底桩工程特性的影响数值模拟。分析结果表明:当扩径比(D/d)为1.5~2.5、桩径为1.2~1.6 m时,桩体尺寸对其竖向极限承载力影响明显,随着桩径或扩径比的增加,竖向承载力提升幅度较大;当扩径比为1.5~2.0、桩径为1.2~1.6 m时,桩体尺寸对扩底桩抗拔承载性能影响较大;当扩径比为1.0~2.0、桩径为1.0~1.4 m时,扩底桩桩顶沉降变化较快。通过现场静载试验对有限元计算结果进行验证,两者吻合较好。

补偿声波测井扩径校正方法

准确的声波测井数据对地震资料时—深转换、合成记录制作、地震反演、油藏建模等具有重要作用。双发双收补偿声波测井能够较好地消除井径及泥浆的影响,消除记录点与测量点之间的深度误差,但当井径扩径大于校正门限时,产生的异常无法消除。文中从双发双收补偿声波测井仪器参数出发,基于费马时间最小原理,分析了井眼不同扩径状况下声波首波的传播路径,并推导了三种情况对应的声波时差校正公式。研究结果表明:应用推导的校正公式对实际声波时差数据进行处理校正,得到的声波时差更合理,更接近于地层的真实值。最后通过应用实例验证了方法的有效性。

超高扩径不动管柱选层堵水工具及工艺

海上油气开发过程中,由于管柱特殊性,需通过?73.0 mm油管在?244.5 mm套管内实施选层堵水,堵水工具要求扩径比达到424%、耐压15 MPa。已有可膨胀桥塞和封隔器工具仅能实现最高扩径比350%、封堵底层。鉴于此,利用小管径连续管可穿过常规油管优势,基于伞形扩径原理,研制了过油管双伞单封式超高扩径不动管柱选层堵水工具,并针对工具特点,对堵剂和施工工艺进行了优选与优化。试验结果表明,选层堵水工具可有效通过最小内径为55.6 mm的?73.0 mm油管,在内径为217.3 mm的?244.5 mm套管内实现选层坐封,封堵后过流通道内径25.4 mm,可实现不动管柱情况下一趟钻完成选层堵水,具有扩径比大、不动管柱、不使用火工品、作业周期短、费用低等显著优势。研究结果可为水淹井开发提供一项新的技术手段。

高压旋喷扩径锚索在深厚填土基坑中的研究与应用

众所周知对于支护深度超过15m且土层为深厚填土层的基坑,支护形式往往采用大直径的支护桩结合内支撑(斜撑)进行支护,圬工量大且影响后期主体结构施工,如何在深厚填土中发挥锚索的有效拉拔力一直是岩土工程界研究的方向。高压旋喷扩径锚索是一项新兴的支护方法,主要是运用高压旋喷技术对软弱土层进行处理,将钢绞线放置孔内后喷射水泥浆形成锚拉体系,从而在钢筋锚固段底部产生扩大头锚固体,它不同于普通锚索,能够适用于各种地层。本文以成都某深厚填土基坑为例,通过多组原位试验研究分析不同锚固长度的旋喷扩体锚索的实际抗拔力,让设计人员对填土中旋喷扩径锚索的实际抗拔力有了更进一步的了解,为填土中旋喷扩径锚索的拉力值提供了工程类比经验。

盾构机扩径再制造技术应用

文章针对盾构隧道施工中存在的适应性差、施工难度大等问题,以S266/S267/NTU032.1/NTU032.2四台隧道掘进机为研究对象,针对隧道掘进中存在的适应性差、施工难度大等问题,提出了一种基于S266/S267/NTU032.1/NTU032.2四台隧道掘进机的组合方法,并对其进行直径扩大,以达到施工需要。在此背景下,该文章主要针对盾构机扩径再制造技术进行了分析,并且提出了相应的意见和建议,希望能给有关人员带来帮助和参考,同时也能够促进相关行业的发展和进步。

扩底桩竖向承载特性及群桩效应研究

为探明扩底群桩竖向承载特性,采用扩底桩筏结构,开展单桩(扩径比分别为1.5、2.0、2.5、3.0)和桩筏(扩径比为2)基础静载模型试验,分析其荷载传递规律,并建立桩间距为3.75、4.00、4.50、5.00倍桩直径时扩底桩筏基础有限元模型,研究桩间距对群桩效应影响。结果表明:扩底单桩和扩底桩筏结构荷载沉降曲线均为缓变型;扩底桩极限承载力随扩径比增大而逐渐增大,扩径比2.5~3.0时极限承载力增幅变缓,建议扩底桩扩径比取2.5~3.0;由于桩土共同沉降,桩间土压缩,桩土作用更充分,扩底桩筏基础中心桩侧摩阻力荷载分担比比扩底单桩增大了17.71%;群桩效应系数随桩间距增大而逐渐增大,桩间距为4.5~5.0倍桩直径时群桩效应系数增幅较小,群桩效应较弱,建议扩底桩筏基础桩间距取值不小于4.5倍桩直径。

多节钻扩混凝土桩扩径体间距对桩周土体位移影响试验研究

多节钻扩混凝土桩是一种新型的变截面桩,深入研究竖向荷载作用下多节钻扩混凝土桩桩周土体位移分布对准确掌握多节钻扩混凝土桩的承载特性具有重要意义。通过室内原状土小比例半截面桩模型试验,采用数码相机实时记录桩周土体在荷载作用下的变化规律,结合数字图像处理技术,获得桩周土体的位移规律和发展情况。试验结果表明:在破坏过程中双扩径体桩与单扩径体桩的桩周土体位移发展情况存在相同点,扩径体间距对双扩径体桩最终的破坏形式有较大的影响;荷载作用下,桩周土体的竖向位移较水平位移更加明显,并随着与桩体的距离和埋深的增加而逐渐减小;竖向位移和水平位移都随着扩径体间距的增大而呈现出逐渐减小的趋势。

页岩储层水平扩径井段固井顶替效率数值模拟研究

提高水平扩径井段顶替效率是提高水平井固井质量的途径之一,但相关研究存在假设过于理想化、与现场实际不相符的问题。为此,利用CFD数值模拟方法,以大庆油田古龙页岩储层为例,开展了椭圆形水平扩径井段固井水泥浆三维顶替模拟研究。结果表明:偏心度越高,扩径段的宽窄间隙处的流速差越显著,偏心度为0.7时,流速差达到2.00 m/s,钻井液很难被完全顶替;最大扩径段位于扩径段中部时,水泥浆顶替效率最高,扩径段靠近最大扩径处一侧时,水泥浆顶替效率变差,易形成钻井液滞流区;套管高偏心度条件下,顶替效率随套管转速增加显著改善,偏心度为0.7时,套管转速从30 r/min增至40 r/min,顶替效率提高1.17个百分点;主轴旋转会改变扩径段的几何形状,主轴方位角为60~120°时,顶替效率变化明显,由60°增至90°时,顶替效率降低0.81个百分点。该研究结果有助于提高页岩储层椭圆形水平扩径井段的固井质量。

基于水滴碰冻效率的扩径导线防冰特性分析

输电线路导线覆冰危害电力输送安全,导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来,利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题,对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程进行分析,研究了导线直径对水滴碰撞系数和覆冰速率的影响,提出扩径导线临界防冰直径D_(p)的计算方法,并对不同风速、水滴中值体积直径和不同温度条件下的D_(p)值进行了仿真计算。此外,通过不同直径铝管的自然覆冰试验对扩径导线的防冰性能进行了验证。研究结果表明:扩径导线表面的最大水滴碰撞系数随着直径的增大而减小,但水滴碰撞范围会扩大;由于导线表面的水滴捕获率和覆冰速率均随着直径的增大先增加后减小,利用扩径导线进行防冰需使其直径大于临界防冰直径D_(p),风速、水滴中值体积直径越大,环境温度越高,D_(p)值越大。

覆冰地区分裂与扩径导线表面电场特性

输电线路覆冰对电力系统安全运行具有严重威胁,目前已经发展了多种防冰除冰方法,但每种方法都有其局限性,对于一些具有微气象、微地形特征的重覆冰地区尚未有较好的解决方法。文中考虑到扩径导线的特点和分裂导线输电线路的局限性,根据波阻抗和自然功率将分裂导线等效为单导线,并考虑电流的集肤效应,得到了等效的单根扩径导线,进而分析比较覆冰地区的分裂导线及其等效的单根扩径导线的表面电场特性。研究表明:等效前后导线截面面积相同且波阻抗一致时,扩径导线与分裂导线相比,不仅显著降低了子导线根数和输电线路的覆冰荷载,而且在扩径导线的半径等于分裂导线的等效单导线半径时,扩径导线的表面最大电场强度小于分裂导线。因此,在严重覆冰地区,采用分裂导线等效半径的扩径导线具有非常好的表面电场特性,且可显著降低冰风荷载,提高抗冰强度。

外筋筒壳旋挤成形方法及扩径现象

针对外筋筒壳加工成形,提出了一种径向挤压、周向展成的局部连续体积成形旋挤方法,基于DEFORM-3D有限元软件建立了外纵、横筋薄壁筒壳旋挤成形仿真模型,分析了外纵、横筋的应力-应变分布规律,验证了旋挤成形外筋筒壳的可行性,并针对筒壳易产生的扩径现象进行了工艺改进。结果表明,使用该方法可以实现外纵、横筋筒壳的成形加工,外纵筋的填充比外横筋相对更充分;局部集中的周向拉应力使内壁有不均匀扩径的趋势,通过限制法兰区域的周向流动可遏制扩径现象。该方法具有成形载荷低、材料利用率高的特点,有望成为带筋筒壳加工的新途径。

AZ91镁合金管转角扩径分流挤压成形工艺分析及模具设计

根据目前扩径挤压技术存在的问题,提出了一种新的镁合金管转角扩径分流挤压技术。扩径挤压的管材外径大于挤压坯料的外径,而传统的挤压管材外径小于挤压坯料外径。扩径分流挤压方法可实现小直径坯料挤压大口径管材,可降低挤压力以实现小吨位设备挤压大口径管材。还可利用转角剪切变形增加预焊合金属变形量,提高镁合金再结晶程度,提高生产效率,节约成本。设计了转角扩径分流挤压模具,并通过有限元法分析了AZ91镁合金扩径分流挤压成形过程。结果表明,整个挤压过程中金属流动顺畅,无折叠和充填不满等缺陷;通过控制工艺参数可控制温升在合理范围内,经过转角变形后等效应变达9.0左右,焊合室内焊合压力可达230 MPa,完全满足焊合要求;在所研究的参数范围内,焊合压力随着挤压速度的增加先增加后减小,随着挤压温度的增加焊合压力逐渐减小。

扩径位置对CEP抗拔双桩承载性能影响的试验研究

在竖向拉力作用下,扩径位置为影响CEP(混凝土扩盘桩)群桩基础承载性能的关键因素。采用CEP双桩半截面小模型原状土抗拔试验,以扩径位置为变量,设计五种模型,完成七组试验。基于试验结果,分析扩径位置对桩周土体破坏状态的影响,并对每组CEP双桩的极限承载力和桩周土体受力状态进行分析。结果表明,CEP双桩扩径位置上方桩长d1应大于4R0(R0悬挑径),且扩径位置要尽量相同,扩径位置越靠近桩端时,极限承载力越强;扩径位置不同时,扩径位置的竖向距离(大于4R0为宜)满足互不影响要求即可。

古龙页岩油水平井扩径段岩屑运移数值模拟研究

古龙页岩油水平井钻井因井壁失稳而造成的扩径问题十分严重,导致沉砂卡钻事故频发,因此研究扩径段的岩屑运移和沉积规律对减少井下事故发生率具有指导意义。应用CFD数值模拟方法分析了扩径程度、排量、机械钻速及钻杆转速对扩径段岩屑运移的影响规律。研究结果表明:扩径段岩屑沉积量远高于常规井段,扩径程度越大,两者沉积量差值越大;当扩径率为45%时,扩径段入口处截面无因次岩屑床面积比常规井段高出2倍以上;提高排量对扩径段的清洁效果提升较小,当排量从40 L/s增加到45 L/s时,常规井段的无因次岩屑床面积减小量是扩径段的2.49倍;提高机械钻速,扩径段岩屑沉积增幅较常规井段更大,当机械钻速从30 m/h增加到35 m/h时,扩径井段的无因次岩屑床面积增量是常规井段的7.09倍;提高钻杆旋转速度有利于扩径段清洁效果的提升,对常规段清洁效果的提升优于扩径段。研究结论可为提升钻井过程中井眼清洁程度提供一定的指导。

螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺与性能研究

随着管道建设对管材性能一致性要求的提高,以及全位置自动焊工艺对管材几何尺寸精度更高的要求,需要研究改进螺旋焊管制备工艺。开展了X80钢级Φ1219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺试验,对比分析了扩径前后管体的几何尺寸、残余应力及力学性能变化。结果显示,随着扩径量的增加,管体尺寸精度大幅提高,在扩径率为0.75%时,管体不圆度降低了20%,周长一致性提高了71%,噘嘴量减少35.4%,管体切断后对应的两个管端直径差值在1 mm之内;扩径可以进一步降低管材成型焊接形成的整体内应力以及表面应力,使得螺旋埋弧焊管残余应力一定程度减小;扩径后管材强度和屈强比略有上升,韧性略有下降,管材强度的一致性大幅提高,管材相关性能指标优于设计及施工标准要求。结果表明,X80钢级Φ1219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径工艺技术是可行的。

可扩径喷枪压裂技术在煤层气水平井中的应用

可扩径喷枪压裂技术是通过油管连接扩径喷枪至压裂点,通过油管内加砂完成压裂作业,该技术适用于水平井水平段套管不固井的井型,也可以处理水平段存在漏点无法进行环空压裂作业的井。以该工艺在某煤层气水平井实际应用为例,介绍可扩径喷枪压裂技术,为今后煤层气水平井提供新的压裂工艺参考。

基于TBM扩径挖掘的刀座结构设计及改进

在新疆某引水工程某隧道施工过程中,针对TBM在掘进不良地质时,围岩大变形、掌子面坍塌导致的卡机问题,提出基于边滚刀外移的TBM刀盘结构扩径改造方案。设计添加垫块的边滚刀超挖刀座,并对其结构进行有限元仿真,结果表明超挖楔块与刀轴接触面所受应力过大,超出楔块材料的许用屈服强度。依据仿真结果,对超挖刀座中的不合理零件进行结构改进,改进后最大应力下降32.5%,最大变形下降67.1%,整体受力状况得到改善。

铸锭扩径对TC4锻坯成分的均匀性及波动性的影响

选择5个批次的TC4扩径铸锭,分别沿锻坯的长度及宽度方向对其主要成分分布的均匀性及波动性进行探究。结果表明:TC4锻坯沿两个方向的主要元素分布基本都居于预期目标中部,但沿长度方向的主要元素分布均匀性不及沿宽度方向的。Fe、Al、O、V 4种元素的均匀性依次递减,其中O的分布存在头部超预期目标上限的情况。利用方差分别计算沿两个方向的主要元素波动比,发现其按照Al、V、Fe、O的顺序递减,且前两者的波动比在同一数量级(10^(-2))并远大于后两者的(10^(-4))。沿宽度方向的主要元素的波动比要略低于沿长度方向的,其中O沿两个方向的波动比最小,稳定性最好。

一种确定大直径扩底桩极限荷载的新方法

分析了大直径扩底桩的变形性状及扩径比对承载力的影响。对Charles提出的破坏准则进行改进,增加扩底比的影响,得到了确定大直径扩底桩极限承载力的方法。最后采用了5组大直径扩底桩的试验数据,对新方法的适用性进行验证,结果表明对于端承于土层的大直径扩底桩,该方法是有效的。

大直径扩底桩尺寸效应的影响分析

由于扩大头的存在,大直径扩底桩受力变形性状既有大直径桩的特点,又与普通大直径直身桩存在很大差别。与大直径直身桩相同,大直径扩底桩也存在尺寸效应,但比直身桩相比增加了扩径比的影响。本文从试验数据入手,分析不同扩径比的大直径扩底桩受力变形性状,研究端阻力与沉降量的关系,提出了扩底桩的尺寸效应影响系数。