变径分选床中等沉颗粒的运动特性与分离机制研究

为解决变径分选床中等沉颗粒容易堆积的问题,在床体下壁面添加了顶水装置。分析了新型分选床中介质流场分布规律、颗粒受力情况和运动轨迹;对等沉颗粒的沉降运动进行理论推导,得到其沉降等速用时差和极限沉落距离差公式;选用4组0.5～1.0mm粒级的等沉颗粒进行分选试验,结果表明,新型分选床可以将等沉比大于1.4的等沉颗粒在床体中的滞留率降低到0.6%以下,金属回收率提高到96.4%以上。

低强度桩复合地基沉降计算方法研究

从低强度桩复合地基沉降变形模式出发,建立了一组低强度桩复合地基沉降计算的应力-应变协调方程。推导方程过程中,考虑了桩-土-垫层之间的相互作用,得出了桩土应力比和等沉面深度的解析解,并且进一步得到了桩和桩间土体的应力分布规律、压缩变形量、桩体上刺入垫层和下刺入下卧土层的刺入量。在此基础上,通过与复合地基下卧土层的压缩变形量求和,最终推导出了低强度桩复合地基的总沉降计算公式,为低强度桩复合地基的沉降计算提供了一种科学方法。

柔性桩桩承式加筋路堤的差异沉降分析

针对柔性桩桩承式加筋路堤,建立路堤-网-桩-土相互协调共同工作的荷载传递模型,通过改进的路堤荷载传递模型和假定的柔性桩桩侧摩阻力分布模式,获得土拱效应、拉膜效应和桩土相互作用耦合下的桩土差异沉降、路堤等沉面高度等计算公式.通过工程实例的分析计算,验证计算模型的合理性.结果表明:路堤等沉面高度和桩土差异沉降均随路堤填土内摩擦角的增大先减小而后增加,随桩体压缩模量、桩土压缩模量比、桩间距增加而增大,随桩间土压缩模量、土工格栅抗拉强度、置换率的增加而减小;路堤等沉面高度随路堤填土压缩模量增加而增加,随路堤填土容重和填土高度增加而减小;桩土差异沉降随路堤填土压缩模量增加而减小,随路堤填土容重和填土高度增加而增大.

重选沉降分层理论研究与应用

密度、形状和粒度是影响矿粒群重选分层选别效果的的3大因素。由于目前"重选是按矿粒密度差分层"理论与其他理论无法为重选过程中存在的问题提供统一的可供参考、分析、解释、解决的可靠理论依据,为丰富重选理论,解决"重选究竟是按什么分层"的问题,开展模拟重选沉降分层的矿粒密度、形状、粒度沉降因素试验。结果表明,重选过程中,矿粒是按沉降速度差大小顺序分层的,密度只是影响沉降分层的因素之一。沉降干扰是由矿粒颗粒和粒群的沉降速度差引起的,合理利用沉降干扰能避免细粒脉石颗粒混入目的矿粒和粒群,控制重选入选粒度、进行窄粒级入选,提高分选效果。应用实践也验证了"重选是按矿粒在介质中的沉降速度差引起的沉降干扰来分层"的理论,可按该理论在重选前通过筛分分级控制给矿粒度进行窄粒级入选,能显著改善选别指标,对生产实践具有一定的指导作用。

桩承式路堤平面土拱等沉面高度影响因素分析

通过数值方法对桩承式路堤平面土拱等沉面高度进行了分析,结果表明:等沉面高度与桩梁净距的比值约为1.6;等沉面高度不受桩土沉降差的影响,路堤填土粘聚力、内摩擦角的大小在工程常见范围变化时对等沉面高度没有影响。在工程设计时,调整桩距及桩梁宽度使路堤高度大于等沉面高度可避免路面出现差异沉降。

桩承式路堤平面土拱等沉面高度影响因素分析

通过二维数值模型,模拟了桩承式路堤中土拱效应的极限情况,分析了影响等沉面高度的因素,结果表明桩径和桩间距的变化是影响等沉面高度变化的最重要的两个因素,随着桩间距的增大或者桩径的减小,路堤填土中等沉面高度逐渐升高。

基于准流体法的颗粒干扰沉降末速模型

试验研究了颗粒体积分数对液固流化床颗粒干扰沉降末速的影响,以准流体有效密度和表观黏度概念刻画床层内颗粒间相互作用,提出了新的干扰沉降末速模型,相对误差基本控制在10%以内,预测准确度比现有干扰沉降末速模型明显提高。利用提出的干扰沉降末速模型探究了等沉比随液固流化床层颗粒体积分数变化关系,发现等沉比随床层颗粒体积分数增大而增大,表明入料粒度范围变宽、粒度效应对重选的影响受到一定程度抑制。

附加应力法计算刚性桩复合地基路基沉降

部分刚性桩复合地基路基实际沉降超过计算沉降的重要原因之一是现有沉降计算方法存在严重缺陷。在分析桩土沉降关系和桩土作用的基础上,提出了路堤下刚性桩复合地基沉降计算新方法——附加应力法。首先根据桩土作用计算桩土附加应力,然后采用分层总和法计算复合地基沉降。经工程实例验证后,利用附加应力法研究了桩长、桩间距、扩底、桩帽等因素对路基沉降的影响,并与现行方法计算的沉降进行对比。分析表明：附加应力法可以考虑单桩竖向承载力、桩帽转移荷载能力、桩土相互作用等因素的影响,计算沉降与实测沉降接近;利用桩帽将路堤大部分荷载转移到桩顶可以有效减小路基沉降;扩底比桩长加大更经济合理;按＂强桩、大间距、大桩帽＂原则设计的复合地基比密桩复合地基更经济合理。

桩承式加筋路堤等沉面高度影响因素分析

以台缙高速公路桩承式加筋路堤工程为依托,利用有限差分软件FLAC3D建立了桩承式加筋路堤三维数值模型,研究了桩帽净间距、路堤填土内摩擦角、路堤填土粘聚力、水平加筋体拉伸强度对等沉面高度的影响。计算结果表明:等沉面高度与桩帽净间距的比值为3.0～3.7;路堤填土内摩擦角越大,等沉面高度越小;路堤填土粘聚力、水平加筋体拉伸强度的大小对等沉面高度没有影响。

涵洞填土中的等沉面

以梯形沟槽埋涵为研究对象,建立沟埋涵洞的计算简图,利用内、外土柱压缩量相等的原则,形成等沉面高度的计算方法。研究表明,涵洞填土中的等沉面高度并非常量,洞顶填土高度大,等沉面高度小,填土高度不断增大,等沉面高度趋于定值;埋涵沟槽的底宽大、边坡缓,等沉面高度大。

介质密度对液固流化床粗煤泥分选效果的影响

针对工业上液固流化床粗煤泥分选机有效分选粒级窄,对难选煤分选效率低的缺点,开展了介质密度对液固流化床分选效果的影响研究,提出将液固流化床上升清水流改为重介质流。分别在2种上升流流量条件下对3~0.25 mm粗煤泥进行不同上升流流速的液固流化床粗煤泥分选试验。结果表明,液固流化床分选机采用重介质流分选时可将粗煤泥有效分选粒度范围拓宽至3~0.25mm,可能偏差控制在0.05~0.10 g/cm3,在较高上升流流速下精煤灰分可降至9.85%,当要求精煤灰分不大于11%时,精煤产率提高10.21%。

入料粒度及床层密度对干扰床分选效果的影响

介绍了干扰床分选机的分选原理和实际应用中存在的问题,对被分选物料的粒度范围、分选机内上升水流的作用和干扰床床层密度对分选效果的影响进行了分析,指出在应用干扰床分选机分选细颗粒煤炭时,应控制入料的粒度上下限比值在4以内,并说明在低密度分选时,不宜单纯降低床层密度,否则会使粗颗粒物料分选效果变差,宜采用降低上升水流压力,提高悬浮床层的密度的方法,从而提高分选机的分选效果。

干扰床分选机(TBS)的评述

介绍了TBS分选机的工作原理,通过对等沉比等参数的研究,分析了澳大利亚斯特拉特福选煤厂TBS分选机的分选效果及工艺流程,指出该类设备只能按照窄粒级分选,工艺流程复杂,生产指标差。

三产品液固流化床结构设计及试验研究

针对传统液固流化床在粗煤泥分选过程中底流跑粗,对难选粗煤泥分选效果差,高灰细泥污染精煤的问题,提出并设计了基于多重分选环境的三产品液固流化床分选机,介绍了其工作原理。通过分选试验证明了三产品液固流化床能够拓宽入料的有效分选粒度范围,降低精煤灰分,提高精煤回收率,并能够得到精、中、矸三种产品,具有显著的经济效益和环境效益,为解决传统液固流化床存在的问题提供了新思路。

粗煤泥分选设备及分选工艺研究

通过对粗煤泥分选设备分选原理、结构特点及工艺特点分析,证明了影响设备分选效果的主要因素是上游的分级设备。结合梁北选煤厂生产实际,根据TBS的等沉比分选原理,提出了TBS分级粗煤泥中高灰细泥的设想并进行了相关试验研究。结果表明:TBS可作为高灰细泥的分级设备,解决了粗煤泥分选的难题。

CFG桩复合地基桩土应力比计算与影响因素分析

基于目前对带垫层的复合地基桩土应力比计算理论的研究不够完善和为了满足工程实际中桩土应力比计算的需要,从单元变形模式出发,综合考虑桩体的负摩擦阻力、桩顶刺入垫层和桩端刺入持力层的情况,并将土层按等沉面的位置分为上下两层土体,采用简化和收敛的方法,导出带垫层的CFG桩复合地基桩土应力比的计算公式。运用该方法对桩长为6.8-7.6 m的CFG桩复合地基进行计算得到的等沉面位置位于距桩底0.6-0.7的桩长处,应力比值在14-19。计算值与现场试验结果吻合较好,说明该计算方法能满足实际工程计算的需要,适用于刚性桩复合地基的桩土应力比计算。运用该分析方法对桩土应力比影响因素的分析表明：选择合理的桩间距、桩径、桩长和垫层材料能充分发挥CFG桩复合地基的承载能力。

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。

高填明洞土压力计算方法及其影响因素研究

基于岩土力学原理,考虑边坡坡角、沟槽宽度等因素,建立高填明洞的土压力计算模型,推导明洞洞顶土压力的计算公式;通过数值模拟结果和现场实测结果验证了该计算方法的正确性。依据此计算方法,进一步对影响土压力集中系数的边坡坡角、填料性质、明洞高宽比、明洞与沟槽宽度比等参数的敏感性进行分析。结果表明:等沉面高度随填土高度的增大而减小,随边坡坡角的增大而先增大后减小,随明洞高宽比、明洞与沟槽宽度比增大而增大;明洞洞顶土压力集中系数随填土高度的增加呈先增大后减小的趋势;边坡坡角增大有利于降低明洞洞顶的土压力;明洞高宽比、明洞与沟槽宽度比的增大会引起严重的明洞洞顶土压力集中现象;因此,实际工程中应在保证边坡稳定及结构安全的前提下,尽量提高边坡的坡角,减小填土沟槽的宽度,降低明洞高宽比。

矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力

在刚性涵洞和刚性地基条件下,考虑矩形沟埋涵洞胸腔土体的变形和承载作用,建立矩形沟埋涵洞土压力计算模型和计算公式,理论计算与有限元计算结果相吻合。研究表明:槽洞宽比为1时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈单调减小的规律;槽洞宽比大于1时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈先增后减的变化规律,初始等沉面高度附近有最大土压力系数。槽洞宽比、涵洞高宽比和填土内摩角增大时,土压力系数增大;填土凝聚力增大时,土压力系数减小。槽洞宽比增大使等沉面高度增大;填土高度增大使等沉面高度减小。

矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验和理论研究

针对无黏性填土,通过模型试验和理论分析的方法研究矩形沟埋刚性涵洞顶部的垂直土压力。考虑胸腔土体的作用,建立了沟埋涵洞土压力的计算模型和计算公式,结果表明,计算值与试验值相吻合。沟槽宽度等于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈单调减小的变化规律;沟槽宽度大于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈先增后减的变化规律;洞顶填土厚度等于初始等沉面高度时,土压力系数最大。槽洞宽比加大时,土压力系数、等沉面高度按双曲线规律增大,7倍洞径的沟槽宽度近似为沟埋式涵洞和上埋式涵洞的临界槽宽。填土内摩角增大时,土压力系数增大。洞顶填土厚度增大,等沉面高度减小。