软土地层双洞口顶管接收井下沉力学特性研究

相较于常规沉井,顶管接收井几何形式的差异对结构受力、变形的影响规律尚不明确,亟待对此展开深入研究。以武汉市某排水顶管工程矩形接收井为依托,对沉井结构受力及下沉姿态开展现场监测,并利用数值模拟进行了对比验证和拓展研究。结果表明:预设顶管接收洞口引起的结构局部刚度降低,会导致结构在初沉阶段受弯效应增强,从而使接收洞口附近的内层钢筋压应力减小并使钢筋转向受拉状态,并且在下沉后期加剧该处钢筋应力变化幅度;因沉井外壁摩阻力增大而产生的附加应力叠加弯矩作用,使结构内、外层纵向钢筋沿井壁厚度方向的内力分布不均。对软土地层进行土体加固,有利于提高顶管接收井结构稳定性和顶管机头接收精度。

土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响

[目的]研究土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响,为旱作农田增加雨水蓄集能力及提高水分利用效率提供理论依据。[方法]开展玉米—小麦轮作田间试验,设置常规种植(CK)、土壤秸秆注孔2孔/m^(2)(T_(1)),4孔/m^(2)(T_(2)),8孔/m^(2)(T_(3))4个处理。[结果]秸秆注孔所有处理均提高了整个试验期表层土壤含水量。T_(2),T_(3)处理提高了收获期深层土壤含水量,试验结束时两者底层土壤(60—80cm)含水量较CK分别提高了29.19%和28.18%。秸秆注孔处理提高了作物株高、经济产量和生物量,以及降水利用效率和水分利用效率,T_(2),T_(3)处理的提高效果最明显,且彼此差异不显著。[结论]秸秆注孔具有保水性能和增产能力,根据成本和效果综合考虑,推荐秸秆注孔4孔/m^(2)(T_(2))作为优选处理。

根区施用生物炭和脱硫石膏提高盐碱土壤质量及向日葵产量

为了靶向消减根区土壤盐碱障碍和定向培育健康沃土,该研究在内蒙古河套灌区开展田间小区试验,设置沙土覆盖种植孔(S)、条施生物炭+沙土覆盖种植孔(B+S)、条施生物炭+脱硫石膏覆盖种植孔(B+G)3个处理,对比分析0~20 cm和>20~40 cm土层土壤质量及向日葵产量差异。结果表明:根区施用生物炭和脱硫石膏改变了0~40 cm土壤水溶性离子组成,主要表现为增加Ca^(2+)含量而降低Na~+含量。与S处理相比,B+S和B+G处理显著降低了0~40 cm土壤钠吸附比(sodium adsorption ratio,SAR)和>20~40 cm土层pH值,增大了土壤脱盐率(Ds);B+S和B+G处理还增加了0~40 cm土壤有机质(OM)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、有效磷(available phosphorus,AP)和速效钾(AK)含量,为向日葵出苗和生长提供了良好的土壤环境。此外,B+S和B+G处理通过调理盐碱指标(SAR,D_s,Ca^(2+)和Mg~(2+))和肥力水平(AK,NO_(3)^(-)-N和OM)来提高土壤质量,二者基于全数据集的土壤质量指数(SQI)比S处理分别增大了35.7%和88.5%。但相比之下,B+G处理在这两个方面的作用效果要优于B+S处理,因而获得了最高籽粒产量。可见,在根区条施生物炭和脱硫石膏覆盖种植孔相结合可提高盐碱地土壤质量和向日葵产量,为河套灌区盐碱地改良利用提供技术支撑。

穴贮砖对沙地梨树养分含量及土壤理化性质的影响

以‘爱宕’梨树为试材,采用设置对照(CK)、穴贮砖A(T1)、穴贮砖B(T2)3个处理,研究了不同处理对南疆重盐碱沙地条件下种植的‘爱宕’梨树养分含量、土壤理化性质的影响,以期为改善南疆果园水肥提供参考依据。结果表明:施用穴贮砖能显著促进‘爱宕’生物量以及根茎叶中矿质营养元素含量;穴贮砖的施用显著提高了‘爱宕’梨树0~60 cm土层一个灌水周期的土壤含水量,提高了‘爱宕’梨品种0~80 cm土层中的全N、全P、全K、碱解氮、速效磷、速效钾含量及有机质含量,且在20~40 cm土层处T1、T2处理的提升效果最为显著,对其土壤的全N含量分别提高了20.42%、17.08%,全P含量分别提高了20.18%、12.65%,全K含量分别提高了18.58%、8.47%。综上所述,施加穴贮砖的T1、T2处理对南疆‘爱宕’梨树土壤理化性质及生长发育均有促进作用,促进效果表现为T1>T2>CK。

极端海况下风力机冲刷效应动力学响应研究

基于有限元方法建立考虑土-构耦合效应的壳单元模型,对不同海况下发生冲刷时的海上风力机进行动力学响应分析。结果表明:在常规和极端海况下,发生较大冲刷时,塔顶和桩基顶部峰值位移均有所增加,且桩基顶部峰值位移增幅更大,随着冲刷深度的增加,塔架水平位移均呈先增大后减小的趋势,桩基水平位移随冲刷深度的增加持续增大,不同冲刷深度下桩基最大加速度位置均发生在桩基顶部,塔架最大应力均出现在塔架底部;与常规海况相比,极端海况下风力机在启动后一直处于不稳定状态,最大加速度位于桩基中上部位置,且随冲刷深度的增加持续增大,桩基应力峰值位置由桩基顶部转移至中部。

有限地层三孔并行海底隧道渗流场解析研究

研究目的:目前对海底隧道渗流场的研究大多基于半无限空间的单孔隧道,考虑实际工程常采用三孔并行的排布方式,且实际工程中隧道下方常存在相对不透水层或基岩等不透水边界,本文以渗流力学为基础采用镜像法和竖井理论推导有限厚度地层海底隧道渗流场解析解,将公式进行退化和数值验证,并对不透水边界距离、三孔隧道埋深、间距及注浆参数进行分析。研究结论:(1)隧道下方不透水边界对涌水量影响较大,当不透水边界距隧道中心为25r1时,对涌水量基本没有影响;(2)三孔并行隧道间渗流场存在相互影响,且随隧道间距的增加影响逐渐减弱,当隧道间距大于30r1时,涌水量基本没有影响;(3)三孔并行隧道涌水量随埋深增大呈现出先减小后增大趋势,埋深为2r1时涌水量最小;(4)三孔并行隧道涌水量随注浆圈厚度增大和渗透系数减小而减小,实际工程中应注浆密实度和注浆厚度并重;(5)本研究成果可为相关海底隧道工程的设计与施工提供参考。

森林抚育间伐的影响、工作原则及技术要点分析

抚育间伐是森林培育过程中的一项重要技术措施,对林分密度和空间布局、林木健康成长等有着十分重要的影响。然而实践中,由于对森林抚育间伐对象确定不合理、技术运用不恰当等原因,导致林木抚育间伐效果不理想。文章介绍了森林抚育间伐的重要影响,然后指出了抚育间伐作业过程中应当遵循的原则,最后重点从合理确定间伐抚育对象、选择适宜的间伐方式、控制间伐强度、加强后期管理等方面提出了提高抚育间伐效果的一些措施建议。

土体物理力学性质对钻孔灌桩桩孔壁稳定性影响的数值模拟

孔壁稳定性是制约钻孔灌注桩成桩质量的关键因素,土体物理力学性质对孔壁稳定性的影响至关重要。运用ANSYS软件数值模拟土体物理力学性质对孔壁稳定性的影响,研究土体弹性模量、黏聚力、内摩擦角和泊松比对孔壁稳定性的影响。研究表明,孔壁处节点位移最大,距离孔壁越远,节点位移越小,稳定性越好;土体弹性模量、黏聚力和内摩擦角对孔壁稳定性的影响较大,而土体泊松比对孔壁稳定性的影响较小;土体弹性模量、黏聚力和内摩擦角越大,孔壁稳定性越好;黏聚力和内摩擦角越小的土体,黏聚力和内摩擦角的提高对孔壁稳定性的提高效果越明显。

高压旋喷型圆形复合支护桩在深厚填土质斜坡工程中的应用及探讨

以某市政道路项目为实例,阐述了普通圆形支护桩在深厚填土质斜坡实施过程中遇到的刚度不足及塌孔等问题,提出了一种较为稳定可靠的高压旋喷圆形复合支护桩。该结构主要由高压旋喷复合土及钢筋混凝土圆形支护桩组成,为桩土复合支护结构,由高压旋喷固结体及圆形支护桩一起承担水平土压力,具有防止垮孔,提高支护桩刚度及桩周土体物理力学指标等优点。在分析复合型支护桩受力特征基础上,通过理论推导,得到桩截面刚度提高公式。应用结果表明:采用高压旋喷型圆形复合支护桩可以有效提高桩身刚度,减小支护桩使用阶段水平位移,同时解决了桩基施工过程中垮孔问题,对填土斜坡上的支护桩有一定的普适性。

调谐质量阻尼器对冲刷效应下风力机减振控制研究

冲刷效应易引发海上风力机结构过度振动,本文通过调谐质量阻尼器(TMD)系统对冲刷后的近海单桩式风力机结构减振控制问题开展研究。基于10MW风力机三维壳单元有限元模型,并结合开源软件FAST气动力模块和AQWA进行联合仿真。结果表明:冲刷效应将导致风力机塔架和桩基结构振动加剧,而安装TMD后对冲刷效应下的塔架减振控制效果更加明显,可有效削弱冲刷对风力机的负面影响;较之冲刷方向位移,TMD对侧向位移控制效果更为突出;风力机受冲刷后或装有TMD系统均会改变塔架前后向应变能极值位置,且TMD可减小冲刷后风力机塔架轴向和周向应变能均值,但应变能集中分布区域面积有所增加。

夹砂层位置对膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响

为了研究夹砂层位置对层状土膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响,选用粉壤土和砂壤土,设置3个夹砂层位置进行膜孔灌自由入渗试验。结果表明,在夹砂层位置为距表层土5~10 cm,10~15 cm,15~20 cm的3种处理中,各处理的累积入渗量、湿润锋运移规律、湿润体内含水量、铵态氮和硝态氮分布规律均有所不同。夹砂层的位置越靠近表层,减渗效果越大,累积入渗量越小,水平方向湿润锋面运移距离越大;入渗过程可分为2个阶段,第1阶段是水分运动到土砂交界面之前,第2阶段是水分运动到土砂交界面后,利用Philip和Kostiakov入渗模型来描述累积入渗量与入渗历时之间的关系,模型拟合结果较好;层状土的土壤含水量分布具有不连续性,其铵态氮和硝态氮分布规律受夹砂层位置的影响较大。综上所述,夹砂层位置变化对膜孔灌氮肥自由入渗具有明显影响。

路基支挡结构之锚固桩的“方”与“圆”

从截面抵抗能力、桩土相互作用机理、经济效益和施工角度等多方面,充分论证方形桩与圆形桩的优缺点,改进方形桩成桩工艺并应用于3个施工项目。结果表明:用于边坡支挡的锚固桩,无论从受力性能还是经济性上,方形桩均具有优势,仅是施工工法和施工机具落后于圆形桩;目前方形桩的成孔技术和机械机具已在研发与应用中,并有较成功的经验;相较于圆桩,方桩依然是边坡支护的首选。

孔内深层强夯法处理大厚度无序填土应用研究

山西省沟壑纵横的黄土地貌导致了建设用地资源短缺,进而涌现出了大量“治沟造地”“平山造城”工程,由此形成的高填方地基处理问题也随之日益突出。以“太原西山某小区”项目为例,对孔内深层强夯(SDDC)法处理大厚度无序填土地基的应用进行了深入研究。该项目回填了大量厚度不均、成分复杂的人工填土,并且分布有二级自重湿陷性黄土,采用了SDDC桩法处理填土和湿陷性黄土进行地基处理,并采用加筋土作为褥垫层以调整地基不均匀沉降。处理后的地基承载力特征值满足要求,且湿陷性全部消除,地基变形满足要求。该项目的成功应用可为太原地区类似工程施工提供参考依据。

浅析大直径PC桩挤土效应及消散措施

预应力管桩具有质量易保证、施工效率快、造价低等特点。本文依托南美某地铁项目对大直径PC桩单桩、群桩挤土效应进行分析。根据现场实测数据结合有限元解析沉桩土体径向位移、水平位移以及土体径向及水平位移随土体深度变化规律,并提出消散措施削减挤土效应,为类似沉桩工程施工技术提供参考。

桩基础岩溶(土)洞处理施工技术

桩基础工程建设项目,由于岩溶(土)洞的发育,容易导致工程质量事故,为保证桩基础设施安全,质量、进度、成本目标可控,在实际的工作中,选用较为成熟的袖阀管注浆处理技术,通过地勘资料的分析,明确溶(土)洞的发育区域,合理布置注浆孔与排气孔的位置与深度,选取合适的注浆参数及工艺,能有效解决岩溶引发的危害。该方法可用于喀斯特地貌地区一定规模的溶(土)洞地基处理。

软土地区桩端后注浆失效补救方法及效果验证

通过上海软土地区某项目桩端后注浆失效时补救的实践,提出了一种桩侧成孔埋设注浆管进行后注浆补救的施工方法,该方法包括如下步骤:(1)尽量贴近既有桩基于桩侧对称成两个补救孔,成孔时应采用下钢套管的方式控制垂直度;(2)埋设两根注浆管,一根伸入桩底、端部有带逆止功能的注浆器,称为“补救注浆管”,采用约1.0 m长度隔离材料对“补救注浆管”进行包裹,避免封孔时“补救注浆管”被堵塞;另一根底部位于隔离段以上,桩底以上1.0 m,用于封孔,称为“封孔注浆管”;(3)通过“封孔注浆管”进行水泥-水玻璃双液注浆封孔;(4)待封孔48 h后,水泥-水玻璃双液注浆加固体达到一定强度,通过“补救注浆管”进行注浆,考虑到注浆的有效性,建议补救注浆的注浆量按原设计注浆量的两倍考虑。桩基静载荷试验结果显示,通过桩侧成孔补救注浆后,桩基的单桩竖向抗压承载力不低于正常注浆桩基的单桩竖向抗压承载力。

海底电缆覆盖物清理的移动射流过程仿真分析

在实际工况中,高压喷嘴存在横向移动的速度,使得射流对土体的冲埋深度难以预测,导致海缆表面覆盖物清理不完全。针对此问题,建立了优化后的流场与冲埋深度预测理论模型,利用数值仿真对模型进行了验证。首先,建立了一种喷嘴流场优化模型,阐述了冲埋深度的预测方法;其次,建立了水射流破土数值仿真模型,选取射流压强、喷嘴直径、喷嘴横移速度以及土壤剪切强度4种控制参数,分析了不同参数对冲埋深度的影响。结果表明,随着射流压强、喷嘴直径的增大,冲坑深度逐渐增大;随着喷嘴横移速度和土体剪切强度的增加,冲坑深度逐渐减小。最后,理论结果和仿真结果进行对比,两者误差在允许范围之内。该模型可在一定程度上解决冲埋深度难以预测的问题,可为工程应用提供指导。

孔内深层强夯复合地基桩土应力比试验研究

通过开展孔内深层强夯单桩复合地基现场静载试验和桩土应力测试,获取了不同荷载作用下孔内深层强夯复合地基的平均桩顶应力、桩间土应力、桩土应力比、荷载分担比及其变化规律。试验结果表明:孔内深层强夯复合地基的桩间土承担了主要的上部荷载,约占50%~63%,随着荷载增大,桩间土承担的荷载比例逐步增大;对于孔内深层强夯复合地基,随着荷载的增大,桩土应力比随荷载的增大而减小,数值介于2~5之间;对粘性素填土地基,孔内深层强夯复合地基在处理后的桩间土地基承载力比处理前可提高220%。

软土地层高压喷射注浆挤压效应研究

高压喷射注浆在软土地层中会产生显著的挤压效应,控制和利用高压喷射注浆挤压效应有重要意义。引用高压喷射挤压效应圆孔扩张分析模型,提出面积置换率暂估计算公式,对比分析两个现场试验案例实测结果与理论计算结果,验证理论模型的适用性,研究软土地层高压喷射注浆挤压效应发展变化规律。模型计算与现场实测所揭示的挤压效应变化规律基本一致,表现为随着与高压喷射中心点水平距离的增加土层径向位移、超孔隙水压力及土层应力均逐渐减小,减小速率呈由大变小的状态。研究还表明挤压效应的影响距离与地层性质和面积置换率有关,土层饱和度的提升会提高挤压效应超孔隙水压力在总应力中的占比,提出了高压喷射注浆挤压效应控制和利用措施建议,为相关研究和工程应用提供参考。

土表致密层形成下肥液膜孔灌入渗土壤水氮分布

为研究地表致密层形成条件下肥液膜孔灌入渗土壤水氮分布特性,进行了两阶段的室内膜孔灌入渗试验,在试验第一阶段浑水入渗形成致密层的情况下,设置4个肥液(硝酸铵钙)质量浓度水平(0,200,500及800 mg/L)进行第二阶段入渗,研究了单位膜孔面积累积入渗量、土壤湿润体含水率、硝态氮、铵态氮质量比分布及其分布变化特性.肥液可以促进土壤水分入渗,改进的Kostiakov模型和改进的Philip模型可以很好地表示单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间之间的关系(R^(2)>0.95),并得到含有肥液浓度参数的单位膜孔面积累积入渗量和入渗时间的经验模型.湿润体高质量含水率面体积(θ>28%)随肥液质量浓度增大而增大,且在膜孔中心附近区域质量含水率最高,但肥液对沿膜孔表层土壤径向方向的质量含水率分布影响程度不大,肥液质量浓度越大,土壤湿润体中硝态氮、铵态氮质量比越大,湿润体中硝态氮分布与湿润体质量含水量分布相似,都呈土壤上层质量比较高的情况,湿润体中铵态氮质量比随入渗距离增加,呈现逐渐下降的趋势.