高铁隧道底鼓变形机理及快速整治施工技术研究

为揭示高铁隧道连续底鼓变形原因,以沪蓉线云顶隧道为研究对象,展开了隧道底鼓变形机理分析。从地下水、围岩膨胀性、地应力等6个方面进行底鼓变形监测及原因分析,采用理论分析、现场监测和室内试验等方法进行研究。结果表明:复杂地应力、围岩蠕变、隧底断面与设计拱形结构的形态差异明显等综合因素导致了隧底持续上鼓。分析确定采用重构加强型仰拱的方法进行病害整治,通过方案比选,确定采用仰拱长距离多工作面循环施工工艺。通过实践研究,仰拱拆换快速整治新工艺设计合理,施工效率高,工期短,成本低,效果显著,并且对围岩及二衬变形影响较小,值得大力推广。

铁路隧道隧底结构上鼓变形机理及控制措施

为探明上鼓变形机理,采取控制上鼓变形的有效措施,保障列车运行安全。依据某铁路隧道的现场勘测结果,发现引起隧底结构上鼓变形的主要原因为:隧底结构形状和地质因素。通过数值模拟分析可知:隧底结构形状的异形会使隧底结构抗上鼓变形能力大幅降低;高地应力是引起隧底结构上鼓变形的主要地质因素;围岩蠕变引起的隧底上鼓变形也不容忽视;采用开挖泄压洞,并施作锚杆能有效控制隧底结构上鼓变形。

综放沿空留巷底鼓变形及其控制研究

针对综放沿空留巷底鼓变形严重问题,分析综放沿空留巷底鼓变形规律,建立综放沿空留巷底鼓力学模型,推导出底鼓计算公式,并对其影响因素进行分析,据此提出底鼓控制对策,最后将其应用于现场。结果表明:综放沿空留巷的实际底鼓量取决于直接底压曲量与基本底挠曲量两者的最大值,底鼓量理论计算结果与现场实测结果基本一致。各因素对底鼓影响程度依次为:巷道宽度、基本底弹性模量、巷旁支护体宽度、巷旁支护体对底板压力、煤帮极限平衡区宽度、采放比。合理的底鼓控制措施应针对关键性影响因素实施,据此提出"锚网索+高强度墩柱+基本底注浆"围岩变形控制对策,现场工程应用表明,底鼓变形得到了有效控制。

用四个干涉图法测压力鼓变形滞后线

本文从原理与实验论述了如何应用自动计算全息图的四个干涉图法高精度、非接触、实时地测试被测物体变形的全信息：变形的大小、方向和形状。并用光导热塑料相机和计算机控制的全息装置成功地测定了压力鼓受气压后变形的滞后线。它表明，这种新的自动计算全息图的全息干涉术使全息干涉术从实验室走向工业测试成为可能。

Ⅱ水平皮带机巷底鼓变形机理分析

巷道布置在太原群灰岩层位附近时,由于太灰具有"高水压、贫富水"的特点,在掘进施工中会遇到因断层引起的巷道滞后底鼓变形及出水,针对该问题,本文借助朱仙庄煤矿的实例对巷道底鼓变形的机理进行了分析,为以后此类巷道的安全施工提供技术参考。

深部复杂地质条件岩巷底鼓变形机理和支护技术探析

由于某矿深部岩巷底鼓变形比较突出,所以,文章根据实际测量的数据,构建了底鼓变形力学模型,对其变形原因进行了分析,并探讨了底板加固时机和工艺流程,实践表明,底板锚索联合注浆技术加固底板,可以有效控制深部岩巷底鼓变形,确保了矿井安全稳定运行。

井巷底鼓变形防治工程实践

通过对李雅庄矿+355大巷底鼓变形原因分析以及+355大巷底鼓变形防治的工程实践,提出了软岩巷道的底鼓变形防治措施。

隧道轻型硬横梁法兰起鼓变形分析与研究

本文对隧道轻型硬横梁经热浸镀锌后法兰起鼓变形问题进行了研究,因其焊接后需对热浸镀锌进行防腐处理,轻型横梁法兰处为四周封闭焊接,受热会使封闭空间内的空气发生膨胀导致法兰变形,在生产时需采取预留泄气孔避免此类问题的产生。

中关铁矿有轨运输巷底鼓变形监测分析及控制技术研究

巷道围岩变形是影响其稳定性的重要因素之一。针对中关铁矿有轨运输巷道底鼓变形难题,采用激光扫描仪获取巷道变形后的目标点云数据并进行降噪处理,为克服巷道变形前源点云数据缺失问题,利用NURBS曲面建模技术构建变形前的源点云数据,并利用griddle网格工具进行加密;在此基础上,采用基于点到面(P2P)距离和K近邻算法,对巷道变形量进行计算和分析。结果表明,85.8%的区域底鼓变形值在30 cm以上,且呈现出明显的非均匀现象;根据巷道底鼓变形规律并结合现场实际,提出了“反底拱+锚网喷+短锚索”的组合支护修护方案,并对修复后的围岩稳定性进行分析,工程实践表明,巷道的变形趋势得到了有效控制,顶底板总移近量为52 mm,巷道两帮最大变形量约为39 mm,未再出现明显的底鼓现象。

地下水作用致隧道底鼓和双块式无砟轨道变形规律研究

水压作用会导致隧道底鼓变形,变形传递至轨道会引起轨道几何状态不良。本文从轨道几何形位变化角度出发,对水压力作用导致隧道底鼓时引发的轨道几何状态劣化问题展开深入研究,提出了水压力的近似计算方法;基于荷载-结构法建立了隧道内双块式无砟轨道数值计算模型,分析了不同找平层水压作用下轨道的几何不平顺特征和变化规律。结果表明:隧道底鼓-无砟轨道几何不平顺现象是道床板与找平层接触状态变化、沿线路纵向与隧道横断面内的横向变形叠加作用的结果;水压作用除引起轨道高低几何状态劣化外,还可导致轨道轨向、水平变化及扭曲变形;受承压水头和水压分布长度影响,水压引起的内外轨的高低、轨向以及轨道水平变化曲线具有各自形态特征,而并非单一抛物线或正弦线。通过数值模拟,验证了隧底找平层底鼓变形的接触状态非线性力学行为,揭示了底鼓变形下轨道线路三角坑的形成机理。

高弹性橡胶止水模型实验及全周鼓起变形测量

针对涵洞、隧道等水工建筑物在长期运营过程中出现的渗漏问题,利用高弹性橡胶进行封堵止水是一种行之有效的措施.为了评价不同橡胶的封堵效果,提出一种高弹性橡胶止水实验模型,将橡胶安装在模型伸缩缝中,通过施加静水压力测试橡胶的封堵性能.同时,提出一种利用电动旋转台的全周三维数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)方法,利用单套三维DIC系统,即可测量得到内侧橡胶在不同静水压力、各个视角下的鼓起变形.按照1∶1比例浇筑了实物模型,开展了静水压力实验,并测得了所选橡胶能承受的最大水压力和全周鼓起变形,验证了止水模型实验的可行性和全周变形测量方法的有效性.

某超临界锅炉水冷壁管屏鼓包变形分析

通过宏观检查、尺寸测量、化学成分分析、力学性能检测及金相组织分析等试验方法,对某电厂350 MW超临界锅炉水冷壁管屏鼓包变形原因进行分析。结果表明:鼓包变形问题与水冷壁现场安装时局部热校过程有关;管屏鼓包变形处尺寸偏差较小,鼓包变形处硬度低于光管与扁钢的焊缝热影响区硬度,无异常组织,鼓包变形处强度略高于未鼓包变形处强度,鼓包变形位置未成为管材的薄弱环节。该管屏因热校导致的鼓包变形现象不影响管屏的正常使用。

乌兰木伦煤矿12煤沿空留巷底鼓机理及控制技术研究

当采矿地质条件适宜实施沿空留巷时,可取消工作面区段煤柱,一方面能够大幅度提高煤炭资源回收率,另一方面在掘进队伍紧张时可以更好地安排采掘接替活动。为此,乌兰木伦煤矿在12煤实施了柔模混凝土沿空留巷技术,为控制实施过程中出现的底鼓变形,在调研12407工作面沿空留巷底鼓破坏现象的基础上从机理层面开展了沿空留巷巷道底鼓变形的深层次分析。基于极限平衡理论和滑移场理论进行力学建模,计算得出了采动支承应力作用下沿空留巷巷道底板垂向压力值及最大底鼓压力位置,由此提出了柔模混凝土墙迎山角、临时加强支护优化和打设木点柱等相应的控制措施,控制后的巷道底板平整度良好,能够很好地满足巷道复用需求。

软岩巷道围岩变形治理技术应用

针对软岩巷道围岩变形加剧问题,以山西侯村煤矿轨道大巷地质条件为背景,采用数值模拟、现场试验方法,对比分析了巷道在无支护条件与采用锚索支护+注浆改性条件下的围岩变形情况,设计了轨道大巷围岩支护加固与注浆技术方案,并进行了现场应用。根据施工后的巷道围岩变形情况,巷道半年内两帮最大变形量为38 mm,顶底板最大变形量为25 mm,表明该方案能够有效控制巷道围岩变形。

连铸板坯的粘弹性板模型及鼓肚变形分析

从坯壳材料的粘弹性 (Maxwell模型 )畸变关系和弹性体变关系出发 ,建立了连铸板坯鼓肚变形的粘弹性薄板计算模型。根据弹性—粘弹性的相应原理 ,得到了板坯鼓肚变形的解析解。与宝钢板坯连铸机鼓肚变形的设计公式及现有的其他公式相比 ,该解包含有弹性变形、粘性变形和弹性、粘性的耦合变形 ,能求出在任一时刻板坯内任一点的弯曲变形及鼓肚变形 。

连铸板坯的鼓肚变形与应力分析

以粘弹性薄板为模型，应用材料流变学理论及弹性薄板理论，分析计算了连铸板坯在钢水静压力与不均匀温度场作用下所发生的鼓肚变形与应力。计算结果与宝钢板坯连铸机的设计公式所得结果相吻合。此外，还得出了铸坯对夹辊的作用力。

结晶器磨损对连铸小方坯鼓肚变形及内裂纹形成的影响

应用连铸坯凝固传热与应力分析耦合数学模型，定量地描述了坯壳与结晶器壁间气隙的大小和分布，着重研究了结晶器 磨损对坯壳鼓肚变形和内裂纹形成的影响．结果表明：气隙首先形成于坯壳的角部区域，并且以顶角处的气隙厚度最大，逐渐向中 心区扩展；当结晶器磨损严重时，坯壳偏角区成为热节区，在热节区内坯壳厚度最薄、同时在结晶器下半部产生鼓肚变形，这种变 形起始于坯壳最薄弱的偏角热节区，在热节区附近的铸坯对角线凝固前沿产生的力学应变达到临界应变，使铸坯产生内裂纹．研究 结果验证了严重的结晶器磨损是连铸坯产生鼓肚变形、偏角区内裂纹乃至漏钢事故的重要原因之一，也说明了铸坯偏角区内裂纹是 起源于对角线的凝固前沿并向温度相对较高的两个薄弱环节－表层热节区和凝固前沿方向扩展．

基于辛几何法分析连铸板坯的黏弹性鼓肚变形

对板坯连铸机中板坯(坯壳)的鼓肚变形问题,考虑了坯壳在高温下呈现黏弹性性态以及弹性变形与黏性变形的耦合特性,提出了连铸板坯鼓肚变形的四边固支黏弹性矩形板模型。根据Laplace变换和弹性-黏弹性相应原理,导出了黏弹性板柸在拉氏域内的四阶偏微分方程,再将其导入拉氏域内的哈密顿正则方程。对全状态矢量利用分离变量法、本征函数展开法、共轭辛正交归一化关系和Laplace逆变换,得到了四边固支黏弹性矩形坯壳在时域内的挠度解析解。以某板坯连铸机为例,分析了弹性变形、蠕变变形和松弛时间对鼓肚变形的影响,以及坯壳中点的单位长度弯矩随时间的变化情况。

连铸机支承导辊结构及分节数对铸坯鼓肚变形的影响

对串心杆式支承导辊的结构及分书数对连铸坯鼓肚变形的影响作了分析，从力学机理上证明了连铸机支承导辊采用分节式导辊的合理性。

异形坯连铸坯壳应力与鼓肚变形分析

坯壳应力引起的鼓肚变形是影响铸坯质量的重要因素,为防止过大的鼓肚变形,依据湍动能理论、热流传递理论和粘弹性理论,建立了异形坯三维热力耦合模型,开发了鼓肚分析软件,从而避免了漏钢事故的发生。该模型将温度场和应力场的计算相互耦合,交替进行。结果表明异形坯截面最危险点位于腹板中部,其次为翼板中点,在两者相结合的圆角部,由于凝固坯壳比较薄,其应力值也比较大;当坯壳厚度小于20mm时,两点的鼓肚变形量将分别超过其极限变形量,铸坯出结晶器时必然发生漏钢事故。该模型通过预测坯壳应力和鼓肚变形量为现场安全生产提供了理论依据。