基于AMESim的脉动灌浆系统建模与特性分析

为了了解脉动灌浆系统的力学特性以及压力等参数的控制特性,通过对脉动灌浆系统组成和工作原理进行分析,基于AMESim仿真平台建立了脉动灌浆系统仿真模型。为了验证模型的正确性,将施工现场监测的输浆管道压力和流量数据与仿真模型的输出数据进行比较。结果表明:该仿真模型能够较为准确地模拟系统的动态曲线变化规律,压力及流量的平均相对误差分别为6.4%、7.6%,验证了模型的正确性。根据灌浆条件的变化,通过仿真模型分析,得到了不同的泵送频率、浆液黏度、管道长度等条件下的浆液管道内压力和流量特性的变化曲线。

基于PFC的全长灌浆锚固系统渐进失效过程模拟

随着岩土锚固技术的飞速发展,锚固系统的变形破坏机理仍是当前的热点问题。鉴于PFC软件在模拟岩土体裂隙发育、扩展、失稳等非连续现象方面具有较明显的优越性,文章基于PFC5.0软件建立了全长灌浆锚固系统颗粒流计算分析模型,并根据室内试验和现场拉拔试验结果对模型细观参数进行了标定,从位移场演化规律、应力场演化规律、裂隙扩展规律、组构变化规律以及能量变化等5个方面,系统地总结了全长灌浆锚固系统在拉拔荷载作用下的渐进失效特征。研究表明:PFC能够很好地应用于全长灌浆锚固系统等离散介质的模拟分析中,锚固系统内的位移场、应力场、裂隙、组构及能量等的变化规律均能反映其承载性能状况。

拉拔过程中全长灌浆锚固系统能量演化规律

锚固系统的拔出破坏实质上是能量驱动的失稳破坏,能量演化规律能充分反映锚固系统的承载性状和失效破坏过程。为了揭示循环荷载作用下全长灌浆锚固系统变形破坏过程中的能量转化机制及损伤劣化过程,文章基于热力学第一定律,给出了锚固系统在拉拔过程中的输入能、弹性能、耗散能、阻尼能以及损伤能等能量计算公式,并结合某项目全长灌浆锚索的现场拉拔试验,系统地研究了拉拔过程中全长灌浆锚固系统内部的能量演化规律。研究结果表明:1)随着循环次数和拉拔荷载的增加,输入能、弹性能、阻尼能以及损伤能均在逐渐增加,当拉拔荷载接近于极限抗拔力时,损伤能会呈现出急速增加的现象;2)在拉拔过程中,弹性能的变化幅度较小,其占比始终维持在50%左右;3)阻尼能和损伤能的演化是一个“此消彼长”的过程,阻尼能的占比曲线呈倒“U”型,其占比总体来说维持在20%以下,而损伤能的占比曲线大体呈“U”型,且其随着荷载比的变化幅度相对较为明显;4)全长灌浆锚固系统在拉拔过程中会产生较大的塑性损伤能,该过程实际上是不断损伤、刚度逐渐劣化的过程。本文成果对全长灌浆锚固系统的设计、施工、检验及监测预警具有一定借鉴意义。

全长灌浆锚固系统在不同加载历程下的抗拔性能响应特征分析

依托“深坪锚索综合试验项目”的23根全长灌浆锚索的49次拉拔试验数据及结果,对试验锚索在不同拉拔试验方法下的试验结果进行横向和纵向对比分析,探讨了锚固长度、蠕变率以及加载历程参数与全长灌浆锚固系统抗拔性能间的关系,分析了拉拔过程中抗拔刚度的变化规律,并基于锚固界面剪切刚度不断劣化的推论,对全长灌浆锚固系统的循环加、卸载过程进行了模拟。结果表明,锚固系统的抗拔性能主要受拔出力和锚头位移两个指标控制,一味地增加锚固长度并不能有效地增加其抗拔性能;按蠕变率大于2.0mm的蠕变稳定指标来判定锚固系统是否达到破坏状态是更为稳妥和有效的方法;随着试验次数、试验总用时、所经历循环次数的增加,锚固系统在较低的荷载水平下抗拔性能会相应的提高,而在较高的荷载水平下其抗拔性能却在降低;全长灌浆锚固系统在拔出过程中会产生较大的塑性损伤,其抗拔刚度会逐渐劣化;在循环拉拔荷载作用下的锚固系统的模拟计算中,采用不断劣化的锚固界面剪切刚度进行计算,能够较好的刻画出循环加、卸载过程及塑性滑移过程。

锚固界面局部脱空对全长灌浆锚固系统抗拔性能的影响分析

基于PFC软件建立了全长灌浆锚固系统锚固界面局部脱空计算分析模型,本文从局部脱空对锚固界面剪应力分布的影响、脱空单元长度的影响及脱空单元位置的影响3个方面,系统分析了全长灌浆锚固系统抗拔性能在锚固界面局部脱空状况下的响应特征。研究表明:①薄弱锚固界面上的局部脱空,对两个锚固界面上的剪应力分布均有较明显的影响,非薄弱锚固界面上的局部脱空,仅对自身剪应力分布有较大影响,对薄弱锚固界面影响不大;②当拉拔荷载足够大时,局部脱空锚固界面上会出现软化滑移后的二次加载现象;③脱空单元长度对锚固界面剪应力分布形态及锚固系统抗拔刚度均有较明显的影响,脱空单元长度越大,锚固界面二次加载现象越明显,锚固系统抗拔刚度也越小;④脱空单元位置对锚固界面剪应力分布有一定影响,但对锚固系统抗拔刚度的影响很小。

长细比对全长灌浆锚固系统抗拔性能的影响分析

随着我国经济的飞速发展,国家对节能减排、低碳环保提出了更高的要求。工程经验表明,长细比对细长受力构件的承载性能有较为明显的影响。本文基于经济、节能的目的,提出了单位体积极限抗拔力和最优长细比等概念,采用PFC软件建立了全长灌浆锚固系统计算分析模型,从锚固长度和锚固宽度两个维度的变化,系统地研究了长细比对全长灌浆锚固系统抗拔性能的影响。研究表明:(1)长细比直接影响着全长灌浆锚固系统的抗拔性能;(2)对于特定条件下的全长灌浆锚固系统来说,存在一个最优长细比,能够达到使用最少的材料来发挥最大承载力的目的;(3)二维模型下有关长细比对全长灌浆锚固系统抗拔性能的影响研究结论,同样适用于三维模型或真实工况下。

基于Docker技术的灌浆信息管理系统在红卫桥电站的应用

随着科学技术飞速发展,灌浆信息系统作为数字制造与智能建造结合的工具在各大型水电工程中使用,对提高行业施工监管水平起到了巨大的推动作用。目前,从水电的流域开发来看,既有大型水电工程,也有中小型水电工程,由于受到投资预算的限制,并叠加新冠疫情,技术人员难以现场开展工作的情况,中小型水电工程的灌浆信息系统应以快速部署,灵活适用为主。对于流域开发而言,提高中小型水利工程的监管水平是提高整个流域施工监管水平的关键。利用Docker技术为中小型水电站远程高效部署适用的灌浆信息系统是本文探讨的核心。

智能灌浆系统在水电工程施工中的应用

随着现代信息科学技术、生产力、环境和社会发展的趋势,为推动传统灌浆施工技术创新发展,并响应国家节能环保发展要求,两河口工程应用了智能灌浆系统。智能灌浆系统是利用计算机电子信息技术将制浆、灌浆、污水处理等设备施工数据整合运用,与云平台软件通过信息网络技术互动,实时监控传输采集反馈施工信息数据,自动存储分析整理生成电子资料等。结果表明:智能灌浆系统提高了灌浆施工质量的可控性,降低了灌浆施工人为的干扰和人员劳动强度,减少了施工人工成本,提升了文明施工形象,促进了灌浆施工技术的发展且节能环保。两河口智能灌浆系统的应用可供类似灌浆工程借鉴。

基于单片机的灌浆在线检测系统的研制

介绍了所研制的四参数灌浆在线检测系统的构成及检测主机的硬件与软件设计,该仪器运用传感器技术、电子技术与微机技术对灌浆过程中的压力、流量、浆液密度和地层抬动值4个关键技术参数进行了动态检测,基于灌浆工程的实际情况设计了压差式密度计,采用电磁流量计、压阻式压力传感器和光栅传感器分别精确检测流量、压力和地层抬动值,设计了传感器与主机的接口,试验结果表明:该系统具有稳定性好,精度和灵敏度高,响应速度快等特点,在高温、潮湿、高灰尘的恶劣施工现场能正常工作。

基于无线传感器网络的灌浆参数监测系统

基础处理工程的灌浆施工普遍采用灌浆自动记录仪进行流量、压力和浆液密度的监测记录,但由于传统记录仪现场监测的分散性,给施工管理部门实时巡查和统计工程灌浆进度资料带来困难。介绍了基于无线传感器网络的灌浆网络监测系统的总体架构及软硬件设计过程。通过此无线传感器网络监测系统的搭建,使灌浆施工管理实现了实时性和集约性,提高了灌浆施工监理的整体管理水平。

灌浆自动记录系统打印功能的实现

通过分析比较,采用日本精工公司生产的LTP2442热敏行式打印头,设计了热敏行式打印机;以80C51单片机为核心,通过总线扩展技术扩展了1片数据存储器和2片程序存储器,用1片8255可编程并行I/O扩展接口扩展了3个可编程并行I/O端口;应用80C51单片机汇编语言编写控制软件,采用模块式设计方法,将控制程序分解成各个子程序进行编程;针对热敏头温度异常问题,设计了温度检测外围电路,分析了常能量控制问题,提出了打印时施加给每一个发热元件的能量计算公式;通过分析打印时大电流脉冲问题,提出了分段驱动发热元件以降低峰值电流的方法。实验结果表明,由于取消了热敏头的左右移动工作方式,只需采用1个电机驱动,新型热敏行式打印机的使用寿命可达50km,打印速度可达75mm/s。

LJ-Ⅱ型灌浆压水测控系统的研制与应用

LJ-Ⅱ型灌浆压水测控系统是典型的三参数、大循环机型,具有流量、压力、水灰比全部在线非接触测量,数据真实、可信、不含人为因素等特点,其大循环运行方式还原了循环式灌浆(尤其是帷幕灌浆)的本来面目,从根本上解决了小循环灌浆水灰比人工输入、灌浆泵吸浆管道和流量计经常沉浆堵塞、灌浆孔易埋钻等致命缺陷,确保了灌浆质量。传感器+主机+数据转存器+微机灌浆资料管理软件,实现了从现场检测数据到基地内业成图成表全部自动完成,大量减少了内业整理资料的工作量,且资料图表标准规范,极大地方便了业主、监理对灌浆这一隐蔽工程的监督管理。

深水导管架灌浆系统的组成及工作流程

深水导管架的建造和安装与浅水导管架存在很大差别,其中最重要的部分是灌浆系统的结构形式存在较大差异。作者结合自身工作对深水导管架灌浆系统的组成、工作流程以及失效补救措施进行了分析和研究。

GIN法灌浆自动记录系统的研制

为了满足动态检测GIN法灌浆的需要,运用传感器技术、电子技术与微机技术成功研制GIN法灌浆自动记录系统,介绍了其硬、软件结构的设计,及其在江垭水电站灌浆试验中的成功应用,实验结果表明:该系统具有稳定性好,精度和灵敏度高,响应速度快等特点,在高温、潮湿、高灰尘的恶劣施工现场能正常工作。

灌浆记录系统中差压式密度传感器的缺陷分析及改进意见

近几年,一种新型的差压式密度传感器正在广泛应用于灌浆工程,该设备的作用是测量水泥浆液的密度,将密度参数提交给灌浆系统的主机。本文通过分析差压式密度传感器的工作原理,指出其设计上的缺陷和弊端,进而提出了改进建议。

蜗壳单向可重复灌浆系统在亭子口电站灌浆中的应用

亭子口水电站蜗壳材质为高强钢,设计要求不容许在蜗壳上开孔。厂房工程采用单向可重复灌浆系统进行蜗壳接触灌浆,解决了高强钢衬不能开孔、一次性灌浆不足以灌满的问题,保证了蜗壳接触灌浆的施工质量。

集成式锚固与灌浆智能控制系统的开发及运用

本文在已开发锚固与灌浆智能控制系统基础上,提出集成式锚固与灌浆智能控制系统,采用5G网络,利用大数据平台,建立地质模型和具有人脑思维和学习性数据平台。有针对性地提出锚固、灌浆处理方案,利用平台处理信息,现场智能灌浆控制系统实现对设备的具体操作,强有力的大脑核心区城位于后台大数据平台上,建立强大的网络控制系统,实现全智能、集成式的灌浆与张拉控制系统,最终达到机械化减人、自动化换人、智能化无人的目的,降低了人工成本。

基于物联网的灌浆监测系统的应用研究

物联网是目前飞速发展的新一代信息技术。结合物联网的优势及特点,本文对其在灌浆施工管理中的应用进行了研究;即采用多种无线技术构建了无线灌浆数据监测系统。该系统可将多台灌浆记录仪采集到的灌浆数据发送到中央服务器,形成灌浆施工物联,从而降低布线成本,简化工程设计,实现灌浆记录仪的全面监测,直观有效地进行灌浆施工管理,为灌浆行业的蓬勃发展提供了技术保障。

装配式建筑套筒灌浆连接系统膨胀约束关键技术研究

接点连接性能的优劣直接影响到装配式建筑的整体质量。通过对9组灌浆套筒渐进式缩径、1组0缩径、5组不同限制膨胀率的灌浆料,进行钢筋锚固长度为4d和5d的套筒灌浆连接系统极限荷载拉拨试验研究,考察了不同缩径尺寸和不同端头缩径长度下限制膨胀率对套筒灌浆连接系统极限荷载的影响。试验结果表明,端头缩径长度和缩小直径相同时,随着限制膨胀率增大,套筒灌浆连接系统的极限荷载均呈现出先增大后减小的趋势;端头缩径长度不同和缩小直径相同时,随着端头缩径长度的增加,不同限制膨胀率对应的套筒灌浆连接系统极限荷载均呈现出逐步增大的趋势;在满足灌浆套筒体系标准要求和不影响施工的前提下,缩小直径的尺寸应不小于3mm,端头缩径长度应不小于50mm,灌浆料的7d限制膨胀率应不大于0.048%,同时28d限制膨胀率要求降低得越小越好。

南方某煤矿采区黄泥灌浆防灭火系统研究

本论文采用黄泥灌浆防灭火技术应用于南方某煤矿采区出现的自燃发火情况。主要介绍了防灭火系统,从灌浆参数计算及选择,灌浆材料的选择,泥浆如何制备,具体的施工步骤,制浆设备的选择,注浆的工艺流程等方面着手,这对南方煤矿,尤其是矿井附近多黄土资源的南方煤矿显得尤为重要,为以后其它煤矿采用黄泥灌浆防灭火具有极大的借鉴意义和推广价值。