新型装配式混凝土挡土墙受力变形试验研究

为了推广装配式挡土墙在边坡支挡中的应用,设计了一种新型装配式混凝土挡土墙。该新型挡土墙由实心混凝土预制块拼装而成,预制块间采用榫槽及水泥砂浆粘结进行连接;将其进一步细分为A、B两种类型,挡墙A预制块留预制孔,并在拼装完成后整体插筋灌浆,挡墙B预制块不留预制孔。开展了装配式混凝土挡土墙现场试验,研究挡土墙的整体变形和上下预制块连接处的局部变形,验证榫槽结构和水泥砂浆粘结的可靠性;揭示挡土墙的位移模式和土压力分布规律,并通过修正库仑主动土压力得到了该挡土墙的主动土压力和变形土压力计算公式。研究结果表明:榫槽结构和水泥砂浆粘结的连接形式较为可靠,挡墙A预制块间未产生相对转动,挡墙B预制块间仅在最大超载作用下产生轻微的上层预制块绕下层向外转动;预制孔中插筋灌浆能增强预制块间的整体性并提升墙身刚度。挡土墙在超载作用下整体绕基底中心转动,当超载为45 kPa、墙顶位移为0.23%H(H为墙高)时墙后填土达到主动极限状态,土压力呈非线性分布。提出的主动土压力计算公式可用于计算超载小于45 kPa时的主动土压力,并给出了挡土墙变形土压力与位移之间的关系曲线。该装配式混凝土挡土墙承载性能良好,可以进行推广应用。研究成果可为该新型装配式挡土墙的设计及推广应用提供依据。

有限空间新建设施基坑开挖沉降特征及小变形控制

针对有限空间新建基坑变形控制难题,采用理论分析、数值推演和工程实践相结合的研究方法,建立了考虑应力释放的有限空间夹持力学模型,推导了夹持应力与地层损伤因子的函数关系,研究了应力释压孔对有限空间地层应力的影响特征,提出了变形支挡–应力阻隔一体结构控制方法,并通过北京科技大学工程实践基地(二期)验证该方法的有效性.结果表明,地层损伤因子与夹持应力呈线性负相关关系,随开挖深度逐渐增大,布设释压孔可有效降低有限空间夹持应力,释压孔有利于调整地层夹持应力和控制地层变形,变形控制率为33.48%~58.72%,且变形支挡–应力阻隔一体结构控制方法的水平变形控制率为28.57%~37.91%,地层沉降变形控制率为36.86%~54.26%,与数值模型计算结果趋势相同,论证了理论分析和数值推演结果有效性,为有限空间基坑稳定性控制提供数据支撑.

基于颗粒流计算的砾石层HDD导向孔水平段孔壁变形研究

水平定向钻进技术在城市管线铺设中应用越来越广,砾石作为松散颗粒的集合体,在进行导向孔钻进时,往往由于颗粒结构扰动而易发生变形甚至塌孔,但颗粒在钻进过程中的力学行为规律仍不明晰。本文利用颗粒流程序建立三维砾石模型,并分段进行有和无泥浆护壁导向孔水平段钻进模拟。通过在导向孔周围布设测量球,对导向孔周围颗粒变形特征进行研究。结果表明:孔壁失稳表现为上部颗粒相互嵌固形成“压力拱”,压力拱下部松散颗粒率先掉落,伴随着压力向两侧和底部传递,下部和侧向颗粒协调变形直至收敛。压力拱在后续钻孔扰动下,由于侧向约束的消除,压力拱向顶部扩展,产生更多的松散颗粒进入钻孔范围,最终导致塌孔。泥浆可以较好的约束松散颗粒的顶部掉落,维护压力拱的侧向约束。实际工程中应量化泥浆指标,选择合理的泥浆而避免塌孔事故发生。

卸压孔设置对冻结暗挖隧道冻胀卸荷影响研究

冻结法暗挖隧道施工中,冻胀常导致土体和隧道等发生大变形,给地铁隧道和周边环境以及建(构)筑物带来不利影响。以福州市滨海软土地层冻结暗挖隧道工程为例,通过对原型工程建模和非线性分析,综合实测数据及工程情况,分析冻胀变形分布规律和设置卸压孔前后冻结暗挖隧道的位移变化特点。研究结果表明:人工冻结加固技术结合卸压孔应用,对土体冻胀力的释放和冻胀变形的控制效果较好,与没有设置卸压孔时的地层相比,卸压孔在冻土帷幕冻结交圈形成后,为土体冻胀提供自由变形空间,降低了土体的冻胀位移和冻胀应力;冻结期末2个冻结暗挖隧道中心点纵向剖面处冻胀位移最大值由28.88 mm降至16.75 mm,冻胀应力最大值由335 kPa降至265 kPa,卸压作用效果明显。研究结果可为人工冻结暗挖隧道工程提供借鉴和参考。

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。

山西某矿8208工作面顶板卸压及瓦斯治理方法研究与应用

本文以山西某矿8208工作面为研究对象,由于其煤层厚度大、顶板强度高,受上覆岩层影响,在工作面回采过程中,巷道超前段会发生煤帮挤压变形严重,顶板整体下沉量大,底鼓明显,造成局部巷道断面尺寸不足,通风、行人困难,从而影响工作面的正常回采。为了保证工作面的顺利推进,结合矿井地质及实际经济情况,提出了中浅孔水力压裂和深孔爆破切顶卸压相结合的方法。为了预防瓦斯超限,提出了相应的管控措施。结果表明:8208工作面顶板采取卸压处理后,顶板能够正常垮落,悬顶面积明显减小,矿压显现不明显,巷道无大变形的情况,控制良好,也没有出现瓦斯超限情况。

沙特MTLH-1井全过程欠平衡钻井技术

MTLH-1井是沙特B区块的一口重点探井,为了能及时发现油气层、保护油气层、随钻评价油气产量,该井在钻进Sarah组地层时,采用了全过程欠平衡钻井技术。由于Sarah组地层存在易坍塌段,因此,在进行欠平衡钻进时,要严格控制井底压力,既要能保证井壁稳定,又要能实现边溢流边钻进。详细介绍了该井钻进、接立柱、起下钻、井下套管阀关闭、测井以及测试时控制井底始终处于欠平衡状态的方法和措施。该井在欠平衡钻井的各个环节以及测井和测试过程中,井底始终处于欠平衡状态,测试结果显示该井表皮系数为-3.44,表明在全过程欠平衡作业过程中很好地保护了油气层,达到了实施全过程欠平衡钻井的目的。

断块油藏水平井压力动态模型

水平井开发为断块油藏主要开发方式。针对这一现状,建立了上下边界封闭、水平方向存在断层的油藏中一口水平井三维不稳定渗流模型。采用Green函数和叠加原理方法求解了在Laplace空间下水平井井底压力计算公式,并利用改进的Stehfest算法反演得到实空间的井底压力。为提高压力公式的计算速度,引入了一种快速计算方法,大大提高了计算速度。研究表明,水平井距断层的距离对油藏压力变化至关重要。未钻遇断层时,断层对水平井井底压力影响不明显。钻遇断层后,压力变化明显,得出水平井布井最好平行于断层边界布置的结论。该结论对断层附近水平井布井有一定的借鉴作用。

新型IPR曲线的研究与应用

注水保持压力开发油田 ,当井底流压低于饱和压力以后 ,指示曲线向压力轴偏转 ,并会出现最大产量点 ;原有的IPR方程已不适用。首先以达西渗流定律为基础 ,进行因素分析 ,找出影响IPR曲线形态的各种因素 ;然后从变形介质入手 ,讨论它对IPR曲线方程的影响 ;再综合各种因素的影响 ,经数学推导 ,建立一种新型IPR曲线方程。进一步分析曲线形态随各参数的变化规律 ,并为最大产量点的求取提供了方法。这种新型的IPR方程可用于不同流动压力下油井流入动态计算 。

大管径连续油管在处理水平井井下复杂情况的实践

GS5H井在下入电缆桥塞过程中工具掉井,决定采用60.325 mm连续油管实施打铅印、打捞、通井作业,落鱼打捞成功后根据压裂施工井底压力、连续油管作业通井过程的悬重、铅印情况进行分析计算,准确判断了井下的复杂情况,制定针对性的处理措施,顺利完成了后续压裂施工。大管径连续油管在处理该井复杂情况中发挥了打捞落鱼、判断井况、清理井筒等重要作用。

分体式水煤浆气化炉制造工艺技术

介绍了分体式气化炉的结构特点、制造过程中的技术难点及解决措施,主要解决了镍基合金深孔加工刀具选择、不锈钢水冷夹套焊接变形控制、激冷室水冷系统内件组装、分体式气化设备整体水压等技术难题,可作为同类产品制造的参考。

成型压力及骨料取代率对再生混凝土砌块性能的影响

再生骨料取代率对混凝土空心砌块的抗压强度存在一定的影响。当再生粗骨料取代率从30%增加到70%时,砌块的抗压强度随着再生骨料取代率的升高而逐渐降低。在相同的配合比和再生粗骨料取代率下,在砌块制作过程中适当加压,可以提高混凝土空心砌块的抗压强度并减小干缩变形,较低压力成型后,再生粗骨料取代率分别为30%、50%、70%的混凝土空心砌块的抗压强度等级即可达MU5,可用于承重、非承重墙,但对不同取代率应选择合适的成型压力。研究结果表明,选择50%再生骨料取代率以及合适的成型压力生产砌块,既能保证再生骨料的利用和砌块强度,又使砌块的收缩变形与天然骨料砌块的收缩变形接近,与100%的再生骨料砌块相比可以减小墙体裂缝宽度。

软土地层挤土桩施工对地下管线的影响与保护

结合上海某住宅小区软粘土地层的打入桩施工工程 ,采用Winkler弹性地基梁理论对地下管线的变形控制值进行计算分析 ,并通过无限长小孔扩张原理对打入桩施工对引水渠的影响进行了计算 ,在此基础上提出了采用卸压孔对引水渠进行保护 。

气井系统出砂预测模型研究及应用

系统出砂预测的基本内容包括定性出砂预测、出砂临界生产压差预测以及实际生产条件下的出砂半径预测。文章首先阐述了定性出砂预测方法;考虑气藏流体压力分布,建立弹性岩石材料的应变平衡方程,求解并结合弹性岩石的应力—应变方程得到地层岩石的弹性应力解;在孔壁上采用考虑孔隙压力的莫尔—库仑准则,便可预测出砂临界井底流压和生产压差;求解塑性变形区的应力平衡方程,并结合塑性区的应力—应变准则可得到塑性变形区的塑性应力解;根据弹、塑性边界的应力连续条件,建立弹、塑性边界上的径向应力平衡方程,求解可计算弹、塑性区边界半径即出砂半径。对涩北气田涩4-9井进行了系统出砂预测,与实际生产资料基本符合。

安28断块钻井液技术研究与应用

安 2 8断块地层承压能力低 ,全井压力形成低 高 低分布 ;地层造浆性强 ,生产用水中钙、镁离子含量高 ,钻井施工难度大 ,井塌、井漏、井喷、压差卡钻等工程事故隐患伴随整个钻井过程 ,在以往钻井过程中 ,经常出现钻井液切力大、触变性强 ,加重引起粘度和切力升高 ,形成加重 排放 再加重的恶性循环。安 2 8断块钻井要求钻井液具有较强的抑制性、一定的抗盐能力 ,良好的流变性能 ,一定的防漏堵漏能力 ,好的润滑防卡性能 ,膨润土含量小于 6 0 g/L ,保证钻井液具有较低的粘度和适宜切力 ,以利于加重作业。通过室内试验研究 ,优选出适应该断块的强抑制封堵型钻井液体系 ,并制定出配套工程措施 ,该套钻井液技术在 1 0口井中成功应用 ,很好地解决了该区块钻井难题 ;钻井液性能稳定 ,起下钻畅通 ,完井电测成功率达到了 1 0 0 % ;钻井周期比以前钻的井缩短了 37.8% ;在三开钻进中出现的几次井漏 ,采用随钻和静止堵漏均取得了满意的效果 ,成功率达 1 0 0 %。

缅甸D区块Yagyi-1x井控压钻井技术

缅甸D区块极易发生井漏与坍塌等井下故障,严重影响了钻井时效。结合该区块的压力剖面和钻井实践分析认为,钻井液安全密度窗口窄是引发井下故障的主要原因。由于控压钻井技术是解决窄安全密度窗口安全钻进问题的有效技术手段,因此首先结合缅甸D区块的实际情况分析了控压钻井技术在该区块的适应性,并制定了Yagyi-1x井控压钻井技术方案。该井五开井段应用了控压钻井技术,有效缓解了漏失,解决了井壁坍塌的技术难题,提高了钻井时效(与Yagyi-1井相比,提高28%)。

柿庄北区块煤层气井排采制度研究

针对沁水盆地南部柿庄北区块煤层气井排采压降规律不清、阶段划分不明确、排采制度不合理等问题,基于煤层气吸附-解吸规律及气液固三相流动特征,根据现场工程实践,结合研究区煤储层特点及不同开发时期生产规律,以井底流压控制为核心,确定排采制度的关键参数,形成可量化、操作性强的七段式控压排采制度。将该研究成果应用于柿庄北区块煤层气生产井,同井区达产率均值由19.3%上升至52.3%,提产效果显著。该制度扩大了深部煤层气排采井压降漏斗范围,有效增大了泄压面积,提高了单井产能,对于煤层气老井上产、新井投产具有指导和借鉴意义。

榫卯型装配式挡土墙模型超载变形试验研究

提出了新型榫卯装配式重力挡土墙,并对3种不同的墙背形式(直立式、俯斜式、仰斜式)进行了受力变形模型加载试验,结果表明,3种形式的挡土墙位移模式一致,基本由先是发生墙身绕墙趾转动(RB模式),然后墙身整体离开土体方向发生平移(T模式)两种模式组成,3种形式挡土墙极限横向位移在距墙底0.4H~0.67H范围内较为突出,且砌块挡土墙后土压力曲线和挡土墙位移曲线高度一致,其计算需结合砌块位移,为砌块挡土墙的设计提供了参考。

向家坝水电站左岸近坝边坡抬升变形数值模拟

为深入认识向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形现象,利用流固耦合数值试验研究了岩体的扩容变形机理,在此基础上采用流固耦合数值分析方法对向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形过程进行了数值模拟,得到了近坝边坡抬升变形的空间分布,并对泄压孔泄压对抬升变形的控制效果进行了评价。结果表明:岩体扩容体积应变随岩体渗透系数增大而增大,随变形模量增大而减小,岩体初始应力对抬升变形的影响微弱;渗流场改变是引起近坝边坡抬升变形的直接诱因,边坡抬升变形是岩土体内渗流场和应力场相互作用的结果,采用流固耦合理论揭示近坝边坡的抬升变形机制是合理的;深层泄压孔可以有效控制近坝边坡的抬升变形量。

三堵两段式下行孔注浆测压技术在发耳煤矿的应用

以贵州发耳煤矿7~#煤层为研究对象,分析了发耳煤矿现有下行孔注浆封孔测压技术中存在的问题,提出了三堵两段式注浆封孔测压方法。该技术的应用解决了下行孔封孔测压时受孔内积水或围岩裂隙水影响封孔质量问题,现场应用取得了良好效果,为下行孔测定瓦斯压力积累了宝贵的实践经验。