带锚固板半灌浆套筒拉伸性能数值分析

为避免半灌浆套筒连接件因黏结滑移产生的连接件失效,提出一种将锚固板应用于半灌浆套筒中的方式,以提高半灌浆套筒连接件的可靠性及力学性能。采用ABAQUS软件,考虑钢筋与灌浆料之间的黏结滑移及灌浆料塑性损伤情况,设置不同直径钢筋、有无锚固板的有限元模拟试件组,采取位移加载方式对试件组进行单调拉伸。结果表明:同一直径下,随着钢筋锚固长度增大,钢筋-灌浆料之间黏结强度增大,半灌浆套筒连接件伸长位移减小;同一锚固长度下,随着钢筋直径增大,钢筋-灌浆料之间相对滑移增大,半灌浆套筒连接件伸长位移增大,同时,增加锚固板后限制效果也更明显;增加锚固板避免了钢筋锚固长度≤8d(d为钢筋直径)时的钢筋拔出破坏形式;无锚固板连接件的钢筋-灌浆料界面的黏结作用范围有限;锚固板发挥承压作用,远离荷载端一侧的钢筋应力显著减小。因此,可以考虑通过带锚固板的方式增加半灌浆套筒连接件的性能。

地铁暗挖工程不降水施工关键技术研究与应用

在过去的50年,北京地铁暗挖工程主要以降水方案组织施工,使大量水资源流失。为保护地下水资源,北京连续出台了多项管控措施,对水资源进行了严格的限制和计量并征收水资源税。为响应北京市重大项目建设指挥部办公室提出的“在轨道交通工程建设中采用不降水(或少降水)施工,提高不降水(或少降水)施工技术水平”的要求。因此,开展暗挖工程不降水施工技术研究是必要和迫切的。本工程针对地铁暗挖工程不降水相关工法进行了深入广泛的调研,创新性地提出并实施了低净空下咬合桩施工技术和暗挖隧道机械化止水帷幕注浆施工技术,首次安全实现了地铁暗挖工程不降水施工,为后续不降水暗挖设计与施工提供参考。

柳盛路综合管廊施工过程中塑模快拆体系的技术研究

文中针对地下综合管廊施工过程中的模板发展历程进行了简要介绍,针对柳盛路综合管廊工程施工复杂环境下质量要求高、施工周期短、施工作业场地受限等难题,运用了具有支架体系简单、面板重量轻,环保性好、混凝土表面质量好的塑料模板配合快拆体系,通过设计并验算,采取合理的施工工艺及方法,解决了该工程施工过程中材料用量大、安装周期长、施工场地受限制的问题,从工程效果来看,混凝土施工的光面效果质量好。

青狮潭水库大坝坝体及坝基接触带防渗加固设计

经鉴定,青狮潭水库大坝存在防渗体系和反滤排水措施不完善,坝基和绕坝渗漏问题,坝体渗流压力分布异常,防渗墙防渗效果差等问题,需要对大坝坝体和坝基进行防渗处理。通过对比高压喷射注浆连续防渗墙和塑性混凝土连续防渗墙两种坝体防渗方案,选择塑性混凝土连续防渗墙两种坝体防渗方案,基础采用帷幕灌浆与心墙边成防渗整体,本文介绍了青狮潭水库大坝除险加固方案比选和设计。

水库除险加固中的防渗施工质量关键控制措施

水库在长时间运行后其基础设施逐渐老化,目前已暴露出较多的安全隐患,特别是影响水库正常运行的质量问题,这类问题如不及时开展整治工作,后期可能会加速暴露安全隐患数量甚至会造成安全事故,严重影响水库正常运行。以东莞市石鼓水库防渗加固工程为背景,针对目前面对的工程概况,提出了防渗加固措施和相对应的质量控制措施,确保石鼓水库防渗性能满足生产生活的需要,提高供水安全保障的需要,满足水库发电、供水和防洪能力。项目采用的帷幕灌浆结合防浪墙加固和塑性混凝土防渗墙及输水隧洞综合防治措施,防渗加固效果好。

红黏土井筒注浆堵水材料及其工程应用研究

为了满足乌蒙山区矿井水害防治需求,采用当地红黏土作为注浆堵水材料,通过室内试验研究了红黏土综合浆的浆液性能,得到红黏土综合浆的黏度和塑性强度与水泥和结构添加剂的用量正相关,并确定了适合井筒堵水的红黏土综合浆的浆液配比。通过红外光谱分析研究了黏土综合浆的水化产物成分,结果表明水化产物主要可分为钙矾石、Ca(OH)2晶体和C-S-H凝胶3类。浆液结石体扫描电镜分析揭示结构添加剂可明显促进红黏土综合浆的早期水化反应进程,显著提高浆液结石体的微观结构密实度和结石率。最后,红黏土综合浆在毛坪矿112线盲竖井预注浆堵水工程取得了成功应用,堵水率达98%。红黏土综合浆可注性良好,可有效充填地层导水裂隙,堵水性能优越。

桃园煤矿综采工作面过断层巷道注浆加固技术研究

为探究工作面过断层顶板破碎、难以管理且易造成冒顶的问题,以桃园煤矿Ⅱ1044综采工作面为工程研究背景,通过采用FLAC3D数值模拟软件模拟工作面向断层推进,研究当工作面推进到不同位置时的垂直应力分布规律、塑性区演化规律、断层滑移量,并据此制定科学有效的过断层技术措施和安全措施。研究表明:当工作面距离断层40 m时,断层处应力约20 MPa,断层处的塑性区已经达到直接底,同时工作面顶底板塑性区范围变大,围岩破坏严重,底板破坏深度可达47.2 m。随着工作面向断层处推进,断层将被完全破坏。因此,当工作面距断层40 m时,开始注入马丽散进行加固,在工作面25—55支架处注水泥浆加固,注浆后工作面支架压力基本稳定。

塑性膨胀剂对海上风电超高性能灌浆料性能的影响

分别采用偶氮化合物类塑性膨胀剂(PEA1)及亚硝基化合物类塑性膨胀剂(PEA2)配制了C125海上风电超高性能灌浆料,对比研究了塑性膨胀剂种类及掺量对C125海上风电超高性能灌浆料流动度、膨胀率、抗压强度、电通量及孔结构分布的影响规律。结果表明,随着塑性膨胀剂掺量的增加,灌浆料的流动度先增大后减小,抗压强度逐渐降低,竖向膨胀率和电通量逐渐增加。当PEA1、PEA2掺量相同时,PEA1对灌浆料的流动度、抗压强度、竖向膨胀率和电通量的影响幅度更大,掺入PEA1后灌浆料的总孔隙率、平均孔径及大孔比例增幅更明显。

塑性膨胀剂对半灌浆套筒连接破坏模式的影响

设计了6组36个塑性膨胀剂不同掺量的灌浆套筒连接试件进行单向拉伸试验,以研究塑性膨胀剂对试件连接破坏模式的影响.结果表明,随着塑性膨胀剂掺量的增加,试件由钢筋拉断破坏逐渐转变为钢筋拔出破坏;当塑性膨胀剂掺量相同时,试件的灌浆锚固钢筋连接力学性能随着锚固长度的增加而增强;当锚固长度相同时,塑性膨胀剂掺量为0.10%的试件连接力学性能相比其他掺量表现更佳,说明灌浆套筒连接试件中塑性膨胀剂的最佳掺量范围在0.10%左右;塑性膨胀剂掺量为0.10%时,试件出现拔出破坏,说明掺入膨胀剂时还需要关注设计应力大小.

预应力孔道压浆料性能优化试验研究

针对原材料与配合比不同导致预应力孔道压浆料性能不稳定的问题,采用对照试验,研究了水泥种类、水胶比、膨胀剂、矿物掺合料等对压浆料工作性能、力学性能的影响,确定最佳原材料掺量。研究结果表明:水泥种类主要影响压浆料的工作性能,不同水泥和压浆剂适应性不同,亚东水泥有较好的适应性,在0.26~0.28水胶比范围内都具有良好的工作性能;塑性膨胀剂对压浆料早期收缩具有补偿作用,但掺量过高时会对压浆料力学性能产生不利的影响,应控制在0.02%掺量范围内;石灰石粉能够提高浆体流动性,掺量应控制在20%以内,矿粉和硅灰能够提高浆体力学性能,掺量应分别控制在15%和4%以内。

两种改性剂对注浆材料流变性能的影响

为了提高加固、防渗堵漏等工程的注浆质量,往往需要添加改性剂来调控注浆材料的流变性能。本文研究了两种改性剂(早强型注浆改性剂SX-ZJ-Z和高强型注浆改性剂SX-ZJ-G)对注浆材料流变性能的影响,测试了它们在不同掺量(10%和20%,质量分数)以及不同水胶比(W/B=0.25、0.30、0.35和0.40)下的凝结时间、流动度、塑性黏度和屈服应力,并分析了Bingham和Modified Bingham模型对注浆材料流变曲线的拟合度。结果表明:添加SX-ZJ-G能显著延长注浆材料的凝结时间,而添加SX-ZJ-Z会缩短注浆材料的凝结时间;SX-ZJ-G掺入后发挥“滚珠”效应,能大幅提高注浆材料的流动性,但是添加SZ-ZJ-Z对注浆材料的流动性几乎没影响。添加改性剂使水泥浆体由牛顿流体转变为屈服应力流体,呈现出非线性的剪切应力曲线,Modified Bingham模型较Bingham模型有更好的拟合效果。在W/B=0.30、0.35和0.40时,掺入SX-ZJ-Z对注浆材料的塑性黏度和屈服应力影响不大;SX-ZJ-G的掺入极大地降低了水泥浆体的塑性黏度和屈服应力,降幅可达89%以上,改善了注浆材料的流变性能。

考虑劣化效应与注浆加固的隧道围岩黏弹塑性大变形分析

高地应力软岩中开挖隧道时,由于应力释放、流变效应等原因容易引发围岩大变形、支护结构侵限等工程问题,通过分析围岩大变形的变形机理,提出“加长锚杆+喷射混凝土(含钢拱架)+环向(滞后)注浆”的支护形式。其中,加长锚杆可以有效改善围岩自身条件并使围岩挤压变形逐步释放,环向(滞后)注浆可以提高围岩参数并控制围岩松动变形。通过建立的深埋圆形隧道围岩力学模型,借助Mohr-Coulomb屈服准则与Maxwell黏性体,得到考虑围岩强度参数与刚度参数(弹性模量E)同时劣化的深埋圆形隧道围岩黏弹塑性解析式,借助FLAC-3D有限差分软件进行验证后,对相关影响因素进行分析。研究结果表明:计算高地应力软岩隧道围岩变形量时,适当考虑强度参数与刚度参数同时劣化后得到的围岩变形值更符合实际。采用“加长锚杆+喷射混凝土(含钢拱架)+环向(滞后)注浆”的支护形式对围岩大变形有一定的控制效果,注浆后的围岩总变形量与未注浆时相比下降了40%,注浆后的围岩变形量仅占总变形量的20%。残余黏聚力c"、残余内摩擦角φ"、残余弹性模量E"取值越小时,围岩变形量越大,其中残余弹性模量E"的取值对围岩变形影响最大。缩小锚杆间距、增加初期支护厚度、增大注浆区围岩参数均能降低围岩变形量。

注浆钻孔围岩塑性区形态和弹性应变能量分布特征研究

煤矿井下注浆可以加固围岩,更好的保证煤矿的安全生产,然而注浆钻孔的间距设计经常无优化方法。本研究通过研究注浆钻孔周围塑性区分布、弹性应变能分布特征与规律,获得一种确定注浆钻孔间距设计的思路。研究结果表明,塑性区的分布可以为浆液的扩展通道提供参考,当应力条件决定的塑性区形态为蝶形时,可以以蝶叶之间的互连作为注浆孔间距确定的原则之一;弹塑性介质应变能分布云图与塑性区分布关系密切,当通过注浆孔向围岩施加压力时,浆液大概率沿着蝶叶的方向进行扩展,作为能量释放的通道;弹性能的变化规律同样与塑性区的变化规律相同,蝶形塑性区形成时,弹塑性模型储存应变能明显增大,纯弹性模型和弹塑性模型的弹性能差值较大。在进行注浆钻孔间距设计时,可以从塑性区的相连、弹性能的释放程度角度考虑,获得最优的间距结果。本研究为通过塑性区分布、弹性应变能分布确定注浆钻孔间距提供了一种新的方法。

高偏应力作用下注浆孔围岩塑性区连通机制及加固技术研究

高偏应力场中多个注浆孔的围岩塑性区分布和破坏机制对于注浆加固技术研究具有重要意义。首先对不同偏应力条件下单个注浆孔围岩塑性区形态进行研究,认为随着主应力比值的不断增大,塑性区的形态呈现出由圆形变为椭圆形再变为“蝶形”的规律。高偏应力条件下多个注浆孔围岩塑性区均呈现为“后蝶形”,导致塑性区出现了连通。高偏应力条件下有助于浆液的扩散,有利于提高加固效果。

某拉力型锚杆变形特性现场试验研究

以深圳坪山锚杆大型综合试验项目为背景,对较为常见的一次注浆型锚杆和二次注浆型锚杆在极限受力状态下的塑性位移、弹性位移的变化关系进行了分析,得出一些有益结论:(1)注浆锚杆破坏级荷载对应塑性位移与弹性位移比值范围约为2~6.5,曲线拐点位置荷载对应塑性位移与弹性位移比值范围约为0.5~1.0;(2)两种类型锚杆达到极限抗拔力时所对应塑性位移与弹性位移比值关系无明显区别;(3)二次注浆型锚杆塑性位移相对较小,变形以弹性位移为主。

采动影响下陷落柱突水治理与效果评价

为了减少陷落柱对煤矿生产安全的危害,以某矿3103工作面为工程背景,提出挤密劈裂注浆加固技术,采用UDEC方法模拟采动影响下注浆前后陷落柱塑性扩展及应力分布过程,并结合现场实践观测陷落柱注浆治理情况。结果显示,在采动影响下,采空区两侧及顶底板区域都形成了明显的岩层破坏,陷落柱内部塑性区在左侧边界处发育高度最大,陷落柱内部塑性区发育范围及破坏程度大于完整地层,但是通过对比注浆段发现并未形成明显塑性破坏区域,注浆效果对阻止岩层破坏有一定的作用;垂直应力发生改变并重新分布,在采空区位置形成应力卸压区,在采空区两侧形成应力集中区,应力变化区域并未影响到陷落柱边界及内部,故此时对陷落柱的影响较小;与未注浆对比分析,陷落柱注浆段应力变化更小,说明注浆对陷落柱内部岩体起到了一定的加固作用。现场实践结果表明,浆液将陷落柱大部分空洞、裂隙充填满,浆液形成网络骨架将陷落柱冒落的煤岩体黏结在一起,注浆效果良好。

综采工作面复合顶板深孔注浆加固技术探讨

漳村煤矿2603工作面在回采前期频繁出现煤层顶板冒落、煤墙片帮等问题,造成工作面推进速度很慢;对工作面冒顶及煤壁片帮原因进行分析,认为引起冒顶及煤壁片帮的关键因素是工作面复合顶板破碎、煤体松软,且具有塑性流动特点;拟定采用现场观测及数值模拟分析等方法对该工作面煤壁及复合顶板进行深孔注浆加固及注浆层位进行技术探讨;在工作面两巷实施煤体深孔预注浆加固工艺,顺利解决复合顶板软弱所带来的问题,保障了该工作面的安全高效生产。

狮山水库防渗加固设计

土石坝是水利工程建设中应用最为广泛的一种坝型,而渗漏是土石坝较为常见的问题。针对狮山水库大坝存在坝身及坝基渗漏问题,通过方案比选确定了坝身塑性混凝土防渗墙加坝基帷幕灌浆的防渗加固设计方案,分析了塑性混凝土防渗墙及帷幕灌浆的技术要点。该方案防渗墙成墙厚度均匀连续、质量可靠。帷幕灌浆检查孔压水试验表明灌浆后的岩体透水率小于5Lu,满足设计要求。有效解决了狮山水库的渗漏问题。

黄土塬区高铁隧道软塑基底袖阀管注浆技术加固特性研究

袖阀管注浆技术以其造价低、净空受限小、加固效果好等优点广泛应用于沿海、沿江软基处理工程中;然而,黄土塬区高铁隧道软塑基底加固机理及静、动荷载作用下力学响应特性研究仍相对较少。依托银西铁路黄土隧道软塑基底加固实际工程项目,建立袖阀管注浆加固黄土塬区高铁隧道软塑基底数值模型,通过针对黄土地区隧道现场结果的对比分析,验证本文所建立的数值模型的准确性与可靠性;续而,着重开展静、动荷载作用下未加固地基与加固后地基的力学响应特性,并对加固效果进行对比分析。研究结果表明,仰拱中心点在袖阀管注浆加固前/后沉降值分别约为100 mm和0.18 mm;袖阀管注浆后基底极限承载力提高了67%;动荷载作用下袖阀管注浆加固后土体振动明显减弱,且随着加载幅值、加载频率、加载时间的增大而增大。

高压旋喷桩联合塑料排水板加固软土地基施工技术 应用研究

针对软土地基含水量高、承载力低、土层结构容易受到破坏等特征,采用了高压旋喷桩联合塑料排水板加固的施工方案,并运用PLAXIS 3D软件进行有限元模拟,得出结论:采用高压旋喷桩联合塑料排水板加固,有效控制了软土地基的沉降,可为同类工程提供参考。同时,亦对高压旋喷桩在不同桩径、桩长的加固效果进行模拟,以期求得最优解。