基于压力传递特性的富水砂层土压平衡盾构渣土改良试验研究

[目的]富水砂层由于渗透性强、含水率高等特点,在盾构掘进过程中易因渣土改良不善而导致螺旋输送机出现喷涌以及刀盘结泥饼等事故,从而影响盾构施工效率,因此需对富水砂层土压平衡盾构渣土改良试验进行研究。[方法]依托南昌地铁4号线七里站—民园路西站区间典型富水砂层工况,开展室内渣土改良试验。采用自制盾构土舱模型装置对不同改良渣土进行土舱模型试验,基于渣土压力传递特性建立不同改良渣土的坍落度、渗透系数及土压传递系数K_(0)之间的相关关系,研究不同K_(0)下的渣土改良效果。[结果及结论]单独采用泡沫对渣土改良时,渣土的K_(0)与坍落度呈正相关,而与渣土的渗透系数呈负相关,而当渣土的坍落度超过200 mm时,K_(0)会逐步减小。为达到富水砂层土压平衡盾构中理想的渣土改良要求,改良剂配合比建议为:泡沫注入率为25%,或添加的膨润土泥浆注入率为10%。室内试验和土舱模型试验表明:K_(0)越大,渣土改良效果越好;实际工程中单独采用泡沫进行渣土改良后改良渣土的理想的K_(0)为0.60~0.65;而泡沫与膨润土泥浆相结合对渣土改良时,改良渣土理想的K_(0)约为0.85。

西秦岭特长隧道连续皮带机出碴施工关键技术

以新建兰渝铁路西秦岭隧道同步衬砌下的特长连续皮带机出碴为研究背景,介绍连续皮带机出碴体系与同步衬砌体系的矛盾并提出解决方案,创造性地引入连续分碴器自动切换装车技术以实现连续皮带机出碴与工程车转运2作业工序的无缝衔接;同时,阐述特长连续皮带机转场方案及皮带收放装置在解决出碴体系中途转场过程中如何实现无损伤快速回收、释放皮带难题的应用。实践证明:上述工艺和技术在经济性、连续性、安全性、施工工效、劳动强度等方面都能够更加合理地辅助现场施工,对于推动我国尚处于起步阶段的连续皮带机出碴技术发展具有较强的参考和指导意义。

高能量冲击下淤泥土体能量传递规律试验研究

以往动力排水固结室内模型试验,通常冲击能量低,软土物理力学响应激发不够,难以寻求与工程实践相符的能量传递规律。利用可提供高冲击能的多向高能高速电磁力冲击智能控制试验系统,对淤泥类超软土进行静动力排水固结模型试验,获得了高能量多遍冲击作用下竖向与表层水平向能量传递规律:(1)冲击荷载下浅层土中相应土压增量始终最大,但随着夯击遍数增加,其下土层土压增幅随之相对增大;而就土层压缩量而言,首遍夯击下浅层土最大,此后中层与深层之值均大于浅层土之值,且其比值随着夯击遍数增加而增大,表明了主要压缩区向下移动;(2)静动力排水固结法中,冲击能量初始主要作用于浅层,此后随着淤泥力学性质不断沿深度方向改善,能量逐渐向下传递以主要加固下层及深层土体;(3)夯击作用下土层表面同一位置处竖向质点振动速度最大,径向次之,环向最小,且在一定的距离处趋向同一稳定值;振动加速度亦呈现相同的变化规律;模型试验得到的振动主要影响范围与实际工程一致。

重庆市三峡库区移土培肥工程的后评价研究

为土地整理项目提供参考依据,以重庆市三峡库区移土培肥工程为例,构建了包括工程技术、经济、社会、生态效益指标的项目后评价指标体系,并运用层次分析与模糊综合评判相结合的方法,得到移土培肥工程的后综合评价结果。结果表明:移土培肥工程实施后的综合评价结果为良,大部分目标已实现;相比较于其他3种指标而言,生态效益指标评价相对较差;公众满意度等问题也应受到更多重视。结论:该评价方法较科学合理,研究结果可靠。

三峡库区土地整理“移土培肥工程”设计研究--以兴山县峡口镇为例

随着三峡水库蓄水,库区大量良田被淹没,导致土地资源与生态环境面临着严峻形势。在此背景下,库区在土地整理中实施了"移土培肥工程",创新了土地整理的理念和模式,具有重要的研究价值。在目前我国还没有形成一套成熟的"移土培肥"经验和工程设计可供参照的情况下,总结了这一土地整理模式所包括的工程设计,并以湖北省兴山县峡口镇为例,研究了其中所特有的取土、覆土培肥工程设计与关键的"坡改梯"工程设计,以期为三峡库区土地整理实践工作的进一步开展提供参考,同时,对我国土地开发整理实践中积极探索建设占用耕地耕作层剥离与利用方面,也能起到示范作用。

三峡库区土壤颗粒、养分及其耦合效应的移土培肥响应特征

三峡库区移土培肥工程通过对淹没区表层土壤资源的二次分配和有效利用,对工程覆土区的生态效益和潜在经济效益有重要的影响。采用差异显著性及相关性等统计学原理的方法,对比分析三峡库区重庆段开县4种主要土地利用类型/覆被条件下,土壤颗粒、养分及其耦合效应的移土培肥响应特征。结果表明:(1)采用移土培肥和未采用移土培肥相比较,4种土地利用/覆被类型土壤养分整体均值的增加范围为5.3%～142.9%;土壤颗粒分布中,粉粒含量的总体均值减少了3.8%～32.7%,而粘粒增加了30.1%～325.2%;土壤可蚀性K值总体均值的比值在(1∶1.042)～(1∶1.440)之间。(2)养分均值在组间和组内都大致表现出差异显著(P<0.05);土壤颗粒分布在组间比较中,除收割地外的其他3种土地利用/覆被类型土壤,仅粘粒含量存在差异显著,而在组内比较中,砂粒和粉粒都表现出差异显著;在土壤可蚀性K值的组间和组内比较中,仅有收割地的土壤可蚀性K值存在差异显著性。(3)在采用移土培肥工程措施后,豌豆地、红薯地以及柑橘地这三类土地利用/覆被类型的土壤颗粒分布对土壤侵蚀敏感强度的影响要高于其土壤整体养分的影响;而对于收割地,则是其土壤整体养分的含量对土壤抗侵蚀能力的贡献比土壤颗粒分布的贡献更大。

三峡水库重庆库区移土培肥的效益分析——以云阳县为例

应用前后对比分析法,对三峡水库重庆库区云阳县移土培肥一期与二期工程进行效益分析;得出移土培肥工程将给三峡库区带来巨大的生态效益、经济效益和社会效益的结论;说明该工程不仅能带动库区经济发展,并对其社会及生态环境产生深远影响。

不同竖向排水体下淤泥地基冲击能传递规律模型试验研究

静动力排水固结法中,土体固结效果与排水体间距有很大关系。为研究高能量冲击下不同排水体间距设置对软土能量传递规律影响,利用多向高能高速电磁力冲击智能控制试验系统,在模型箱中设置多组不同排水体系,对淤泥土进行静动力排水固结模型试验(1︰30相似比),获得了高能量多遍冲击作用下不同排水体系中能量传递规律:(1)冲击荷载作用下,非插板(无人工排水体)区产生的孔压难以消散、附加应力难以沿埋深方向往下传递,而插板区则可,但其传递需要经历一定夯击遍数;插板较密区比插板较疏区的孔压更易消散,其工中沉降更大;(2)插板区软土层是由上至下逐步加固的;插板越密,随着夯击遍数增加,能量在软基深层分布的比例越大,且深层最终能量增量占处理厚度总能量的分布比例最大,表现出主要压缩区向下移动趋势更为明显。试验表明,排水体设置是必要的;在给定条件下,插板越密,越有利于地基深部的加固。上述结果的重要工程意义在于,当施加足够遍数的夯击且设置相适应的排水体时,对于淤泥类高含水量软土地基,运用静动力排水固结法,可加固深厚淤泥地基。

三峡库区“移土培肥”工程的水土流失问题浅析

三峡库区"移土培肥"工程在我国是一项全新的工程项目,对库区发展和耕地保护事业的开拓具有重要意义。介绍三峡库区"移土培肥"工程的背景和基本概况,详细论述工程的实施情况,并在此基础上对三峡库区"移土培肥"工程实施过程中可能产生的水土流失问题进行分析并提出相应的对策,对于防止三峡库区"移土培肥"工程的水土流失具有重要的参考价值和指导意义。

南水北调西线工程长隧洞施工方法研究

南水北调西线工程隧洞具有海拔高、洞径大、单洞长、埋深厚的特点 ,隧洞施工技术对西线工程的实施具有决定性作用 .结合西线工程隧洞的特点和工程区的地质条件 ,对西线工程隧洞的施工方法进行初步研究 .分析认为 ,西线工程隧洞的开挖应采用全断面掘进机施工方法 ,辅助坑道要根据地形情况和掘进机的性能布置 ,隧洞出碴采用带式输送机运输方式 。

新近吹填淤泥地基负压传递特性及分布模式研究

为深入了解无砂垫层真空预压技术加固新近吹填淤泥地基过程中的负压传递特性和分布模式,依托珠海港高栏港区某新近吹填淤泥地基处理工程开展了现场试验研究,研究结果表明:(1)土工合成材料水平排水垫层中的负压损失程度较严重,至少为16%;整个排水系统内的负压损失程度也较严重,最严重的高达57%。(2)不同深度处土体中的负压传递特性一定程度上受相应位置处淤泥自重沉积规律的影响,粗颗粒含量高的深度位置,其负压衰减程度相应较低;但总体来讲,负压从竖井向土体传递过程中的损失程度很严重,至少67%,这是新近吹填淤泥地基经无砂垫层真空预压技术加固后土体强度增长有限的主要原因。最后,明确给出了该类地基的负压分布模式:水平排水垫层中的负压可考虑为随时间变化的线性衰减模式,而竖向排水体中的负压可考虑为随时间变化的非线性衰减模式。

全断面隧道掘进机刀盘刮碴铲斗结构对出碴性能的影响

针对现有全断面隧道掘进机(TBM)刀盘出碴模拟研究所存在的岩碴级配和形状参数考虑不全面、刮碴铲斗结构影响规律揭示不明晰的问题,采用颗粒离散元方法构建考虑了岩碴级配和形状的刀盘落碴、铲碴、溜碴过程的数值模型,并进行缩比出碴试验验证了数值模型的可靠性。进行数值模拟研究了刀盘有无滚刀、铲斗结构形式、铲斗高度、铲斗宽度等因素对以平均出碴速度和出碴率为评价指标的刀盘出碴性能的影响规律。仿真结果表明:滚刀群对出碴过程影响可以忽略不计;三角截面式是较为合理的铲斗结构形式;铲斗高度的建议取值为滚刀高度减去30~50mm;铲斗宽度的建议取值为出碴口宽度的50%。该模型为TBM刀盘出碴性能研究提供了有效手段,为TBM刀盘出碴结构的设计提供了理论依据。

三峡库区“移土培肥”工程的水土流失问题浅析

三峡库区“移土培肥”工程在我国是一项全新的工程项目,对库区发展和耕地保护事业的开拓具有重要意义。介绍了三峡库区“移土培肥”工程的背景和基本概况,详细论述了工程的实施情况,并在此基础上对三峡库区“移土培肥”工程实施过程中可能产生的水土流失问题进行了分析并提出了相应的对策。本论文对于防止三峡库区“移土培肥”工程的水土流失具有重要的参考价值和指导意义。

三峡水库重庆库区“移土培肥工程”(一期)效益评价

三峡库区"移土培肥"工程在我国是1项全新的工程项目,对库区农村移民安置工作和社会经济的发展具有重要意义。介绍了三峡水库重庆库区"移土培肥工程"的背景和概况,阐述了其必要性,分析评价了工程的社会和经济效益。

移土培肥工程对土壤质量的改善研究

以重庆市忠县段移土培肥示范区3种典型经济作物为代表的土地利用类型为研究对象,对比分析了移土培肥和未采用移土培肥措施条件下,土壤有机质、全效养分、速效养分、土壤颗粒分布的差异,结果表明:在3种种植模式下,移土培肥措施有效地提高了土壤有机质、全效养分、速效养分的含量,提高幅度分别达到了15.4%~80.9%、6.4%~114.2%、13.7%~77.5%。同时,移土培肥工程措施也有效提高了土壤粘粒在土壤颗粒体积含量中的比例,提高幅度在5.3%~166.2%。因此,移土培肥措施有效地改善了土壤潜在的肥力、土地生产力以及土壤结构,对于改善库区相对贫瘠的土壤质量有积极的作用,而如何加强移土培肥工程措施后续的管理,将其发挥更大的土壤生态-经济效益还有待进一步研究。

TBM隧道连续皮带机辅助驱动方案经济性分析

详细阐述TBM隧道连续皮带机滚筒转载式和磁力摩擦式辅助驱动的工作原理及驱动方式,并依托山西中部引黄工程输水隧洞,从设备采购成本、维修成本、综合成本等方面对两种辅助驱动的经济性进行对比分析。研究结果表明:磁力摩擦式辅助驱动可避免渣料高位卸载转运对皮带造成的冲击,有助于降低皮带故障率,减少皮带维修时间及成本;采用磁力摩擦式辅助驱动在工程初期投入较高,但综合成本相对较低,对于早期资金较为充裕的工程而言,宜选择磁力摩擦式辅助驱动进行施工。

TBM渣石真实形状重构及运载过程模拟

开槽数、刀盘转速和颗粒形状是影响TBM渣石运输能力和稳定性的主要因素。在TBM渣石运输研究中通常将渣石简化为刚性球形颗粒,从而忽略了颗粒实际形状对运载过程的影响。为了在数值模拟中模拟TBM渣石的真实形状,采用了近景摄影、颗粒形状定量分析提取了真实渣石的颗粒形状特征。依据颗粒形状特征,利用颗粒重构技术对具有真实颗粒形状的渣石进行三维重构,并将重构渣石形态导入离散元软件程序,生成具有不规则形状的真实渣石集合,构建了TBM渣石运载模型,实现了具有真实颗粒形状特征渣石的三维运输过程模拟。除此以外,通过提出的数值模拟方法定量分析TBM刀盘的转速和开槽个数对于TBM渣土转运能力的影响,研究结果对实际工程中TBM的刀盘开槽个数设计以及渣石转运的TBM操作具有一定指导意义。