聚丙烯纤维改性超细水泥复合注浆材料性能研究

为获得高性能矿用水泥基注浆材料,拓展短切纤维在全长锚固领域的应用,以超细硅酸盐水泥为胶凝材料,速凝剂、膨胀剂、聚羧酸减水剂作外加剂,基于单因素试验,探究聚丙烯纤维(PPF)掺量对水泥注浆材料的力学性能、可注性、泌水性、凝结时间、体积收缩性及微观结构的影响规律,并筛选PP改性超细水泥浆液作锚固剂,研究相似实验拉拔条件下全长锚固系统的力学承载性能与声发射特征。结果表明:PPF掺量对超细水泥注浆材料的浆液特性与力学性能具有显著影响,可明显改善超细水泥注浆材料的抗压性能,缩短终凝时间,减小流动度,尤其抗折强度与PPF掺量呈正相关关系。当PPF掺量0.1%时,复合注浆材料S1的综合性能最佳,硬化结石体3 d和28 d抗压强度为60.1 MPa和83.7 MPa,比未添加PPF的参照组S0提高23.4%和23.2%;XRD、SEM及FTIR微观表征证实,适宜PPF不仅能促进水化反应,而且可改善结石体内部裂隙,发挥桥连作用并传递应力,延缓裂纹扩展;拉拔试验表明,基于该复合注浆材料的全长锚固体系力学性能、残余承载能力和最大变形量显著增强,最高拉拔强度是参照组S0的1.356倍,推迟了声发射事件的发生,提升巷道围岩稳定性,为类似全长锚固提供借鉴。

左岸坝锚喷边坡生态修复中微生态环境营造初探

水泥锚喷边坡具有较强的稳定性,但是其景观效果较差,再次进行绿化是当前环保的要求。为了提高植物生长和成活率,在对广西百色市右江区阳圩镇左岸坝水库水泥锚喷边坡绿化过程中,通过人工喷射土壤,增加土壤中矿质营养元素,截留水分,选择合适的植物种类等措施,人工构建微了适合植物生长的微生态环境。精细施工2个月后,绿化效果良好,坡面植被盖度达到100.00%,边坡植物分布均匀,整体坡面灌木种类平均达5.8种/m^(2)。微生态环境的构建方法为水泥锚喷边坡的绿化提供了好的借鉴和思路。

取水泵站岩石围堰一次开挖爆破施工技术

为实现复杂爆破环境下取水泵站围堰一次爆破完成,基于水利水电工程中水平预裂爆破取消保护层的施工工艺,提出了边坡和底板采用预裂爆破、孔内装药采用径向不耦合与轴向不耦合的装药方式,降低主炮孔爆破振动对保护建筑物的振动影响,采用水平微倾斜炮孔防止爆碴向闸门一侧堆积。针对水平有水炮孔的堵塞难点,采用水泥锚固剂作为堵塞材料进行堵塞,利用水泥锚固剂的优良性能保证了炮孔的堵塞质量,解决了水平有水炮孔的冲孔危害。综合采用主动防护与被动防护相结合的方法,将爆破有害效应控制在安全允许范围之内。研究成果为类似工程的设计、施工提供参考。

水泥灌浆锚杆浆液材料改性的试验研究

通过室内水泥浆液正交试验,优选出水泥灌浆锚杆的水泥外加剂类型及加量比例,以提高锚杆固结水泥结石体的早期强度,在确保水泥浆液的可灌性条件下,可使水泥(2～3d)凝期的强度提高5 0 %～10 0 % ,即将锚杆张拉与锁定的时间缩短到2～3d左右,确保边坡支护体系的安全性。

基于界面元法的改进压力集中型锚索作用分析

传统压力集中型锚索在工作中承压板下面的水泥芯柱易被压坏,从而会导致锚索失稳,为此提出了改进的压力集中型锚索。针对这种新型预应力锚索,基于不连续介质力学的界面元法建立了精细模型。在模型中,模拟了水泥浆芯柱、外部岩土体和不同介质交界面等材料的特性,考虑了岩土体和水泥浆芯柱的弹塑性及开裂效应等非线性力学行为。通过典型问题的计算分析,得到了各种情况下预应力锚索各介质的应力值,较为全面地分析了这种新型预应力锚索的受力特征和加固效应,得到了一些有益的认识。研究结果表明:该文所建立的方法可以考虑预应力锚索中各种介质的不连续变形特征,能够较好反映预应力锚索体中各种介质之间的相互作用效应,是进行加锚岩体数值仿真和加锚作用机理研究的一种有效方法。

全长黏结式锚索对软岩洞室的加固效应研究

采用为研究软岩洞室中自由式预应力锚索加固效应而进行的物理模型试验中的相关参数,在假设注浆体与岩石孔壁之间的摩阻力与其之间的相对位移存在比例关系,以及该摩阻力最大值与岩体力学性质,运用岩体与锚索单元网格自由剖分的方法,通过数值计算,对全长黏结式锚索在软岩洞室中的加固效应进行了研究,得到了洞壁开挖位移曲线以及锚柱表面摩阻力、锚柱轴力的分布曲线。研究结果表明,锚固洞室开挖位移大大减少;位于岩体活动区及稳定区的锚柱体上的摩阻力变化幅度不同;锚柱最大轴力点的位置是变化的等结论。

水泥砂浆锚杆中的导波传播机理研究

对纵向导波在水泥砂浆锚固锚杆中的传播特性进行了分析.根据弹性动力学理论,首先建立了三维柱坐标的水泥砂浆锚固锚杆中纵向导波的频散方程,并数值求解了纵向导波的相速度、能量速度和衰减频散曲线,由频散曲线可知,500 kHz范围内水泥砂浆锚固锚杆中存在5个纵向导波模态;然后分析了特定频率下,纵向导波在水泥砂浆锚固锚杆横截面的位移分布,结果表明:锚杆截面上轴向位移越大,代表纵向导波对锚杆体的周向缺陷越敏感,而锚杆与水泥砂浆接触面上的径向位移越大,则表示从锚杆泄漏至水泥砂浆中的纵向导波能量越大;最后讨论了锚杆尺寸和水泥砂浆材料属性的变化对纵向导波的能量速度和衰减频散曲线的影响.为实现水泥砂浆锚杆锚固质量纵向导波的无损检测提供了理论基础.

快硬水泥锚固剂的试验研究

将双快水泥和硫铝酸盐早强水泥按一定比例混合配制一种新型锚固剂,它固化快,终凝在11 min内;使锚杆初锚固力大,安装0.5-1 h可达55-65 kN。这种锚固剂配料方便,价格便宜,并适用于复杂地层及永久性锚杆支护。

新庄孜矿微震监测系统的传感器安装技术探讨

结合新庄孜矿井下监测区域巷道的实际情况,利用从加拿大ESG公司引进技术水平先进的矿山微震监测系统MMS(Microseismic Monitoring System),对在煤岩体钻孔内使用锚杆树脂或水泥浆固定传感器的技术进行了试验和改进。结果表明:该技术能够保证传感器和煤岩壁充分地紧密耦合,使传感器不易从孔内脱落而影响监测效果,并且该法操作简单、造价低廉、灵活性强。

一种改进的玻璃纤维锚杆拉伸试验模型

在经典拉伸试验模型的基础上结合锚杆本身的受力特性,建立了一种改进的玻璃纤维锚杆拉伸试验模型。使用该模型对22mm(实心)和25mm(空心)玻璃纤维锚杆进行了拉伸试验。结果表明:通过使用钢套管锚固的方法,可避免拉伸试样与夹具直接接触,从而较好地解决了拉脱和抽芯等问题,极大提高了锚杆拉伸试验的成功率,且试验结果的准确度也较高;环氧树脂和水泥砂浆两种锚固剂均能满足该拉伸试验模型的锚固要求,相比之下水泥砂浆锚固的可操作性更强,经济性更好。

锚固工程早强型水泥浆液试验研究

选用氯化钠、硫酸钠、三乙醇胺、水玻璃、硅友、粉煤灰等价格比较低廉的水泥外加荆或填料，对锚固工程水泥浆液进行了改性研究．通过室内水泥浆液配制试验优选出水泥外加剂类型及加量比例，使普通硅酸盐水泥浆2～3d凝期的抗压强度提高50％～1009，5，以加快锚固工程施工速度．对于高铝水泥，通过掺入一定量的粉煤友，在浆液早期强度满足要求前提下，可达到降低工程成本之目的．

加筋水泥土桩锚在“土岩组合”深基坑支护中的应用

介绍了青岛岩石地区"土岩组合"深基坑的一种新型支护技术,加筋水泥土桩锚技术。结合一个工程实例,将这种支护技术总结成四种典型支护形式,以及四种支护形式的适用范围和对应的地质情况。分析了在施工中容易遇见的问题及解决办法,结合监测数据总结了本工程的实施效果,验证了该技术的可行性。

克拉玛依稠油热采井DM型系列地锚预应力固井技术

稠油热采井采用常规固井技术存在的主要问题是套管的错断、变形和泄露,而解决该问题的较好方法就是采用预应力固井技术。介绍了克拉玛依油田研制的应用于热采井预应力固井的DM型系列地锚的结构、尺寸、性能参数、工作原理、现场使用情况及应注意的问题等,举例计算了现场施工所需要施加的预应力。现场统计资料显示,预应力固井技术对防止套管损坏有明显效果。

预应力固井中新型地锚的设计

本文通过对预应力固井技术的分析,提出了一种新型结构的固井地锚.该新型地锚不但结构简单而且具有工作可靠,具有可调节开启锚爪的弹簧,使得其不但能适应不同的井况工作条件,还可以方便调节下井深度而不需要其他辅助工具。

搅拌水泥土锚杆抗拔变形试验改进研究

搅拌水泥土锚杆能提供较大的承载力,优于同等条件下的土钉,但变形控制性能较支撑形式差。在前期的试验研究和工程应用基础上,分析了搅拌水泥土锚杆的破坏形态及存在的问题,提出增加搅拌叶片和二次注浆以提高搅拌水泥土锚杆抗拔力的改进试验方案。通过搅拌叶片布置设计和抗拔试验,测定锚杆轴力分布,结果表明:增加叶片后12 m长锚杆的效果与15 m普通搅拌水泥土锚杆接近,增加带加劲肋的叶片有助于提高抗拔力、减小变形;二次注浆压力较低条件下对提高搅拌水泥土锚杆的抗拔力和减少变形的作用不大。

SMW+水泥土桩锚结构在基坑工程中的应用——以武汉长江Ⅰ级阶地基坑工程为例

本文提出了SMW+斜向加筋水泥土桩的一种新型支护结构,用于软弱地层、周围环境受限制条件下的基坑工程支护。它充分利用了SMW工法的优点,配以斜向加筋水泥土桩锚支撑,解决了周边环境受限制条件下的侧向抗力不足的问题。在武汉长江I级阶地汉口一基坑工程中的首次应用表明,该新型支护结构合理安全,可为基坑及地下室的施工提供最大空间,又可确保了基坑和紧邻周边建筑物的安全,是复杂地质条件与环境下基坑支护的一次非常有益的尝试。

单元式固井地锚水力循环试验与CFD分析

固井地锚在套管底部的锚固可靠性在预应力固井中占有重要地位。从理论和试验2方面分析验证地锚的工作可靠性,同时测定了2种地锚在配不同孔径喷嘴的情况下,锚爪的开启流量和关闭流量,测定了不同流量下不同喷嘴的压降,确定了喷嘴的流量系数。分析结果表明,2种地锚在使用不同孔径喷嘴的情况下产生的压差与试验获得的压差非常接近;2种地锚分别配用不同孔径的喷嘴在一定流量下均能实现锚爪的顺利打开和回收关闭,获得了锚爪的开启流量、关闭流量以及对应的压差数据。研究结果对锚固过程控制钻井液的流量具有指导和参考作用。

新型单元式固井地锚的结构设计及仿真研究

针对稠油热采井进行预应力固井时，套管串下端锚固困难和锚固力不能满足设计要求的问题，设计了一种新型单元式、可复位预应力固井地锚。该地锚可根据不同的地层情况采用多个单元组合，并可根据井径大小不同安装不同长度的锚爪。利用ANSYS／LS—DYNA对锚爪吃入不同井径井壁的过程进行了动态模拟分析，得出了不同初始吃入角度时，地层反力的变化规律，指出最有利于锚爪吃入井壁的吃入角度为30°～40°，这为设计中锚爪几何参数的确定及作业时选用爪型提供了依据。最后通过台架试验验证了锚爪-锚爪销系统的强度。

水泥基无机黏结材料植筋承载力的试验研究

通过对水泥基无机黏结材料植筋承载力的拉拔试验研究,分析了水泥基无机黏结材料植筋的破坏形态和破坏机理,讨论并给出了极限锚固承载力计算公式及建议施工锚固长度表格.通过与同条件下预埋钢筋、植筋后绑焊以及某有机黏结材料植筋承载力相比得到此水泥基无机黏结材料的工程适用性,并在实际工程中得到验证.

水泥搅拌桩与锚杆组合支护在工程中的应用

水泥土搅拌桩与锚杆组合支护结构较好地发挥了水泥土搅拌桩良好的止水性能和锚杆抗拉强度高的优点,是一种造价低、技术先进、安全可靠的新型支护结构。文章详细地介绍了某基坑采用该支护方法的设计、施工和监测,并对基坑开挖过程进行了有限元分析。支护方案的成功实施较好地保护了周边环境,同时也为同类基坑工程的设计和施工提供了借鉴。