富水砂层地铁盾构隧道渣土混合改良的流塑性与渗透性

[目的]盾构在富水砂层中掘进时,易产生刀盘扭矩过高、磨损严重以及螺旋运输机喷涌等问题。为了保证施工的安全性,需对渣土进行改良。[方法]以西安地铁16号线某盾构区间工程为依托,根据砂土地层自稳性差、摩擦性高、渗透率高的特点选取渣土改良剂。通过渣土坍落度试验、渗透试验、现场试验相结合的方式,采用泡沫单独改良、泡沫及膨润土泥浆混合改良两种方案开展富水砂层渣土改良试验研究。[结果及结论]实际盾构掘进施工中,在考虑安全、高效、经济的前提下,结合室内试验所得数据,确定采用膨润土泥浆、泡沫混合改良的方案。当膨润土与水质量比为1/8,发泡液质量分数为3%时,改良剂性能满足施工要求;泡沫单独改良渣土受含水率影响大,含水率越高,泡沫最佳注入率越小。中砂的最佳改良方案是BIR(膨润土泥浆注入比)为10%,FIR(泡沫注入率)为20%~25%;砾砂的最佳改良方案是BIR为10%,FIR为35%~40%。工程实践表明,渣土混合改良效果良好,盾构掘进参数平稳。

流塑性饱和土超深基坑止水帷幕与排桩支护施工技术

在大型深基坑工程项目中,支护是施工中的一项重点内容,如果建筑工程处在透水土层的地质环境下,那么在支护的同时还必须要考虑止水问题。流塑性饱和土超深基坑止水帷幕与排桩支护施工技术是确保基坑工程安全稳定的关键技术。在流塑性饱和土的特殊地质条件下,超深基坑施工面临着诸多挑战,如地下水渗透、土体坍塌等。因此,采用有效的止水帷幕与排桩支护施工技术至关重要。在施工技术方面,深入研究止水帷幕与排桩支护技术在实际项目中的应用,然后分析两者的协同作用机制。通过新材料和新工艺的应用,优化施工效率,提高工程质量。此外,还探讨了施工过程中的质量控制与安全保障措施,确保施工过程的顺利进行。

基于FLAC^(3D)岩石黏弹塑性流变模型的二次开发研究

由于岩土介质的复杂多样性,通用分析软件所提供的岩石流变本构模型往往不能满足工程实际数值分析的需要。依据FLAC3D(Version2.1)所提供的二次开发程序接口,结合西原黏弹塑性流变模型分析了二次开发程序运行的基本原理,给出了西原流变模型具体实施的程序框图和代码编写中应该注意的几个关键技术。通过一个简单的算例验证了程序编制的正确性与可靠性。由于采用了面向对象的程序技术,FLAC3D二次开发接口更加简单实用,提供的研究思路可为其他流变本构模型的二次开发提供参考。

大块非晶合金过冷液相区的超塑性流变行为

大块非晶合金在过冷液相区内较低应变速率变形条件下呈现出牛顿型流变状态,并获得最佳塑性。其流变机制为一种与聚合物体系及无机玻璃相似的动力学行为。由于在超塑性流变过程中非晶相伴随有晶化现象的发生,因此,大块非晶合金的粘滞流变是一种非晶相-晶化相复相结构的变形行为。

含弱面砂岩非线性黏弹塑性流变模型研究

利用CSS-3940YJ型岩石剪切流变试验机,对向家坝水电站左岸坝基挤压带含弱面砂岩进行剪切流变试验。试验结果表明:该岩石属于典型的软岩,在恒定剪应力水平下具有显著的亚稳定蠕变特性。在应力达到一定水平时,岩石经过衰减和亚稳定蠕变之后发生加速蠕变破坏。根据含弱面砂岩剪切蠕变特性,对非线性流变元件进行改进,定义其在应力阈值前后分别等同于牛顿黏壶和非线性黏塑性体。将改进的元件与广义Kelvin模型串联,组合成四元件流变模型。该模型可以充分反映岩石亚稳定蠕变和加速蠕变特征,并具有结构简单、参数少的优点。推导四元件流变模型的本构方程,从理论上对岩石非线性蠕变特性进行分析。采用所建立的模型对岩石进行剪切流变力学参数辨识,并研究应力水平超过阈值后的参数辨识方法。通过模型计算结果与试验结果的比较,对提出的非线性黏弹塑性流变模型进行验证,显示所建模型的正确性与合理性。

一种新的岩石黏弹塑性流变模型

根据岩石流变力学特性,提出了一个能描述岩石加速流变阶段的黏塑性流变模型。然后,将这个岩石黏塑性流变模型与5元件黏弹性剪切流变模型串联起来,构成了一种新的岩石黏弹塑性流变模型。利用花岗岩剪切流变试验曲线对该岩石黏弹塑性流变模型进行辨识,获得了模型的流变参数。将岩石黏弹塑性流变模型拟合结果与剪切流变试验结果进行比较,结果表明岩石黏弹塑性流变模型能够较好地描述岩石的加速流变特性。

硬岩的复合黏弹塑性流变模型

基于应变软化模型得到塑性元件,将该塑性元件与六元件黏弹性流变模型组合得到适合于硬岩的复合黏弹塑性流变模型。采用FLAC3D所提供的二次开发接口程序,开发复合黏弹塑性流变模型的数值程序,对锦屏二级水电站的绿片岩单轴压缩蠕变试验曲线进行拟合,采用拟合得到的参数进行计算以验证接口程序的正确性,并对锦屏二级水电站辅助交通洞进行工程流变计算分析。研究结果表明:复合黏弹塑性流变模型具有程序可置入性,采用该模型进行计算时,计算值与理论值完全一致,从而验证了接口程序的正确性;辅助交通洞开挖后,围岩体的最大变形出现在边墙位置,随着时间的增加,边墙位置处围岩体内的位移和最大主应力呈增加的趋势。

互层状岩体黏弹塑性流变特性的数值分析

对锦屏II级水电站辅助交通洞的绿片岩进行单轴压缩蠕变特性试验,并以绿片岩和大理岩互层的层状岩体为研究对象,采用FLAC3D对互层状岩体进行单轴压缩蠕变试验的数值分析。试验和数值分析结果表明:当大理岩夹层倾角小于60°时,互层状岩体的破坏强度随着夹层倾角的增大而减小,但当夹层倾角大于60°时,互层状岩体的破坏强度反而随着夹层倾角的增大而增大;当大理岩与绿片岩之间的破坏强度比值较小时,采用Reuss模型和Voigt模型预测复合层状岩体的破坏强度是合适的。

计算套损的弹塑性流固耦合数学模型及算例

分析了套管周围储层渗流场及岩体变形场流固耦合作用机理,根据相关理论建立了考虑渗流场和变形场耦合作用的数学模型以及判断储层岩体、水泥环和套管变形的弹塑性数学模型,并编制了相关程序,应用有限元法对实际油田储层和注水套管进行了计算,确定了导致套管变形的极限注水参考压力和井底压力的变化情况,对今后套损的分析、计算、预防、数值模拟及相关软件的编制起到重要的理论和实际作用。

岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用

通过将作者提出的非线性黏塑性体与五元件线性黏弹性模型串联,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型),该流变模型可以充分反映岩石的加速流变特性。推导了岩石在恒应力与恒应变情况下的流变方程,从理论上对岩石非线性蠕变和松弛特性进行分析,同时利用在岩石流变伺服仪上获得的蠕变全程试验曲线,对提出的非线性黏弹塑性流变模型进行充分验证,试验曲线与非线性流变模型的比较,显示了所建流变模型的正确性与合理性。基于提出的岩石非线性黏弹塑性流变模型,推导该非线性流变模型在三维条件下的中心差分格式,采用FLAC3D所提供的二次开发程序接口,研制岩石非线性流变数值程序,同时通过一个单轴压缩算例,进一步验证提出的非线性流变模型的正确性与合理性。采用研制的非线性流变数值程序,对锦屏一级水电站坝基岩石工程进行三维流变数值模拟,分析结果为锦屏一级水电站坝基岩石工程的长期稳定与安全性提供了合理建议与评价。

基于振动时效仿真的流变塑性模型

振动时效是一种局部循环塑性现象,当循环载荷与材料内部残余应力叠加超过材料的局部屈服强度时就会发生残余应力释放。采用流变塑性模型对振动时效进行仿真,分析了振动时效过程中应力幅、应变幅、振动频率、振动周期和材料屈服应力等对振动时效的影响。结果表明,振动时效中应力释放很大程度上取决于应力幅或应变幅,振动频率和材料参数也是关键因素,而振动周期或时间对振动时效没有很大影响。将此振动时效模型应用于7075铝合金试样机械载荷下的应力松弛实验,所得结果与仿真较一致。

超高压变质岩的塑性流变:显微构造和变形机制

超高压变质岩是大陆深俯冲作用的产物。超高压变质岩在深俯冲和快速折返过程中,经历了长距离地构造搬运和构造力的作用。其构造变形主要集中在韧性剪切带中,并发生强烈地塑性流变。研究超高压变质构造岩的显微构造及其变形机制对于深入了解大陆壳岩石在深俯冲过程中的流变学行为有十分重要的意义,山东仰口的超高压韧性剪切带中榴辉岩质和花岗质糜棱岩记录了超高压变形的历史。在超高压条件下的稳定矿物绿辉石、多硅白云母、兰晶石和钾长石具有不规则波状消光、亚晶界、核幔构造和动态重结晶等显微构造特征,TEM 研究揭示了大量的位错构造,表明位错蠕变是其主要的变形机制。在花岗质糜棱岩中,金红石在刚性矿物的压力影中沉积,细粒的石榴石条带平行片理延伸,都说明超高压变形过程中有流体存在,流体助力的物质扩散迁移是又一个重要的变形机制。依据现有的流变学定律估算的流变应力应该在几十兆帕以上。

搅拌摩擦焊焊缝材料塑性流变研究概述

搅拌摩擦焊焊缝金属塑性流变直接关系到焊缝组织形成,是决定焊缝质量的关键。介绍了目前搅拌摩擦焊焊缝金属的塑性流变研究现状,从试验和计算机模拟两个方面分别加以介绍。

塑性流体型稠油油藏垂直井产能预测公式

稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性。为了研究其对产能的影响,将稠油视为宾汉流体。基于其启动压力梯度,推导出了宾汉流体的运动半径和运动边界压力求取公式在此基础上推导出了垂直井在稳态状态下的产能预测公式。分析了某些参数对产能的影响,特别是启动压力梯度的影响。

一种新型奥氏体不锈钢的塑性流变行为研究

在起始实验温度从 77K到 1 0 0 0 K,应变率从 0 .0 0 1 / s到 83 0 0 / s,并且使真实应变超过40 %条件下 ,对一种新型的氮增强奥氏体不锈钢 (AL6 - XN)进行了大量的单轴压缩实验。结果表明 ,这种材料在 77K低温下的真实应变可以达到 40 % ,并且它的韧性随着温度增加将会进一步显著提高 ;绝热剪切带或剪切破坏发生在大约 2 96 K温度以下 ;在较高温度下 ,明显的温度依赖性减弱反映其良好的焊接性能 ;动态应变时效发生在准静态及温度 5 0 0 K到 1 0 0 0 K之间。最后 ,一个发展的 Johnson- Cook本构模型 ,在不考虑动态应变时下被成功的用于预测这种 AL6 - XN的流变应力。

里伍式富铜矿床塑性流变与成矿的初步研究

里伍式富铜矿床位于中国青藏高原东南边缘的川西甘孜州与凉山州交界处的雅砻江流域,产在扬子地台西缘,由锦屏山推覆构造带后缘伸展剥离作用形成的江浪穹隆中,赋存在江浪穹隆里伍岩群第三岩性段(Pt2l23)内的一套二云石英片岩、二云母片岩和斜长角闪岩的组合中。通过近年来,对该类矿床中含矿岩系的变形-变质。

考虑黏聚力与内摩擦系数的岩石黏弹塑性流变模型

基于在岩石剪切流变仪上得到的泥板岩剪切流变试验结果,采用库仑强度准则获得了岩石长期强度参数(长期黏聚力和长期内摩擦系数),与瞬时强度参数进行对比,结果表明,岩石黏聚力对时间的敏感程度高于内摩擦系数对时间的敏感程度.提出了一个考虑黏聚力和内摩擦系数随时间变化的塑性元件,将其与线性黏性元件并联起来,得到一个新的考虑黏聚力和内摩擦系数的非线性黏塑性体(CF-NVPB),同时将CF-NVPB模型与三元件线性黏弹性流变模型串联起来,建立了一个新的考虑黏聚力和内摩擦系数的岩石非线性黏弹塑性流变模型,并推导了该非线性流变模型的蠕变方程与松弛方程.

应变速率对高氮奥氏体不锈钢塑性流变行为的影响

研究了室温拉伸时应变速率对高氮奥氏体不锈钢18%Cr-18%Mn-0.65%N力学性能和塑性流变行为的影响。结果表明,随应变速率的升高,试验钢的屈服强度Rp0.2升高,而抗拉强度Rm及塑性略有降低;在各应变速率下,试验钢的塑性流变行为均可以用Ludwigson模型进行描述;应变速率的升高对试验钢流变方程参数的影响如下:1)强度系数K1、应变硬化指数n1和n2减小,试验钢的加工硬化能力降低;2)真实屈服强度TYS降低;3)瞬变应变εL减小,表明升高应变速率能够促进位错多系滑移和交滑移。

2195铝锂合金的搅拌摩擦焊塑性流变研究

采用2195铝锂合金作为母材金属,铜粉作为标识材料,将铜粉夹在工件结合面处,用铜被搅拌后留下的轨迹来模拟搅拌摩擦焊的塑性流线。通过对焊后试件各不同界面上铜颗粒的形态及流向的分析,得出结论:在搅拌头前部,材料从前进侧流向后退侧,前进侧受挤,后退侧受剪;在搅拌头后部,材料从后退侧流向前进侧,后退侧受挤,前进侧受剪;同时还发现了铜颗粒聚集在试件的中间层,本文对此现象进行了分析。

WC-钢复合材料高温塑性流变磨损特性的研究

本文采用高温塑性流变摩擦磨损试验方法,研究了 WC-钢复合材料高温塑性流变磨损的特性.用扫描电镜观察了试验前后的金相组织和试样表面的磨痕形貌及其亚表层的组织结构.结果表明,WC-钢复合材料的高温塑性流变磨损抗力是5CrNiMo 模具钢的10倍.其高温塑性流变磨损特点主要是 WC 粒脱落和磨粒磨损.