基于纵向通风与空气幕协同作用下的分岔隧道最高温度

为研究城市分岔隧道中纵向通风和空气幕的协同作用对控制隧道火灾烟气的影响,基于1∶10小尺寸分岔隧道火灾实验,综合考虑纵向通风、空气幕射流速度、角度和厚度等变量,对纵向通风和空气幕协同作用下的分岔隧道沿程温度和最高温度进行分析.首先,通过57组小尺寸隧道火灾实验,分析空气幕的防烟隔热效应;然后,根据隧道火灾顶棚最大温升的无量纲经验相关公式,在固定热释放速率47.9kW下,构建空气幕和纵向通风协同作用下的最高温升模型;最后,将不同工况下的最大温升实验值与所构建的最高温升理论模型预测值进行对比验证.研究表明:空气幕可以有效地帮助纵向通风降低主隧道温度,最高可降低420℃,同时可有效防止烟气进入分岔隧道;当空气幕射流速度较小时,纵向风速的增加,能有效防止烟气在分岔口积聚,提高空气幕对烟气的阻隔效率,隧道分岔点处烟气温度最高可降低170℃;最高温升理论模型与实验结果之间的误差小于10%.

Retention of clay-solidified grouting curtain to Cd^(2+), Pb^(2+) and Hg^(2+) in landfill of municipal solid waste

The effects of components and their ratio of grouts on anti-seepage capability of clay-solidified grouting curtain and its permeability of heavy metal cations were investigated by permeating experiments, using reactive solute transport model to study the permeation of heavy metals (Cd2+, Pb2+ and Hg2+). The study of permeating for different mixture ratios of cement and clay indicates that hydraulic conductivity of clay-solidified grouting curtain with different ratios of solid to liquid or with the same ratio of solid to liquid but with different ratios of cement to clay is changed. The laboratory simulation test results also show that precipitates produced in heavy metal cation migration process in curtain block up water flowing passage which makes the hydraulic conductivity of the solution-permeated curtain decrease with the leakage time. The permeation velocities for different heavy metal cations vary with ionic concentration, exchange capacity and ion radius etc. The test results indicate that the permeation rapidity order of heavy metals cations in clay-solidified grouting curtain is Hg2+>Pb2+ in the same experimental circumstance. In addition, permeability for different mixture ratios and antisepsis capabilities of clay-solidified grouting curtain were studied in tests.

基于两相流的水封油库油气泄漏运移规律及控制措施

地下水封油库运行的关键是保持一定的水封厚度,为确定合适的水封厚度,基于气液两相流理论,采用有限元数值模拟方法,以我国某石油储备地下水封洞库为依托,模拟了地下水封石油洞库储油运行期油气的泄漏运移演变过程。结果表明:施工期不设置水幕系统情况下,洞室顶部出现了大面积的疏干区,造成后期无法储油;设置水幕系统情况下,洞库上方能够维持一定水封厚度,洞库周围岩层油气泄漏范围和泄漏量均与储油运行时间呈正幂函数关系;水封厚度越大油气泄漏范围和泄漏量越小,但过大的水封厚度会大大增加工程成本,所对应的案例在水封厚度为30 m时对油气泄漏控制最为经济合理,《地下水封石洞油库设计标准》推荐的水封厚度合理且有一定安全裕度。研究成果可为水封油库工程的设计及油气泄漏控制提供一定理论参考。

竖井地面预注浆帷幕安全厚度研究及其在隧道通风井中应用——以天山胜利隧道4号通风竖井为例

针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作用下的注浆帷幕体力学分析模型。然后,基于弹塑性力学理论,分析有效注浆帷幕体的径向位移;同时,通过预测竖井开挖爆破后围岩粉碎区范围,确定注浆帷幕体的无效厚度。最后,运用厚壁圆筒理论,结合有效注浆帷幕体在弹塑性交界面处的位移协调条件,确定注浆帷幕体的有效厚度,并验算注浆帷幕体强度及稳定性。将上述理论应用到天山胜利隧道4号通风竖井,确定其注浆帷幕体安全厚度为6.5 m。现场监测结果表明,该厚度满足工程要求,堵水效果良好。

办公建筑干挂光伏幕墙构造优化

综合我国不同气候区和太阳能资源区,遴选5座典型城市,运用EnergyPus能耗模拟软件对办公建筑通风式和封闭式两种空腔的光伏幕墙进行能耗仿真。以全年净能耗为目标,优化光伏幕墙朝向和空腔厚度,并采用夏季、冬季高峰周空腔温度对仿真结果进行补充验证。结果表明,通风式光伏幕墙有利于降低建筑夏季冷负荷,封闭式光伏幕墙有利于降低冬季热负荷;夏热冬暖地区通风光伏幕墙空腔厚度越小,节能效果越好;其他地区最佳空腔厚度为30~50mm;封闭式光伏幕墙随空腔厚度增大,节能效果降低。严寒、寒冷、夏热冬暖地区光伏幕墙宜设置在南向,其他地区最佳朝向为西向。

煤矿区复合地层等厚度水泥土截水帷幕性能的影响因素试验研究

为了研究水泥掺量、综合水灰比、地层特征等因素对煤矿等厚度水泥土截水帷幕性能的影响,开展了等厚度水泥土帷幕原理分析、帷幕性能影响因素分析等厚度水泥土试验和性能测试,确定了关键影响因素,得出了复合地层等厚度水泥土参数,并进行了现场示范应用。研究结果表明:等厚度水泥土截水帷幕性能的影响因素主要为岩(土)体性质、地下水特征、水泥胶凝材料、混合过程和养护条件;岩(土)体性质和水泥掺量是影响墙体质量的直接因素,水灰比和养护周期是保证墙体质量的关键因素;当地层自身强度较高、颗粒级配较好,等厚度水泥土强度高,渗透系数小;根据影响因素确定示范工程的水泥掺量为25%、综合水灰比为1.2∶1、地层为复合地层材料。骆驼山煤矿缓坡斜井井筒复合地层渗漏段治理结果显示,采用3步施工法工艺构筑的斜井外侧截水帷幕墙体质量好,现场试样28 d抗压强度为5.3~31.8 MPa,渗透系数为0.005×10^(-7)~0.2403×10^(-7) cm/s,井筒涌水量由16.8 m^(3)/h降低至1.6 m^(3)/h,较治理前减少了90.5%。

空气幕防烟效果研究现状及展望

鉴于空气幕优良的防烟性能,本文基于目前国内外对于空气幕的研究成果,从空气幕流场结构、空气幕防烟性能、空气幕特性参数、传统防排烟技术与空气幕耦合防烟4个方面介绍了空气幕防烟的研究现状,分析了空气幕的流场结构与空气幕的射流轨迹,得到了造成烟气渗漏的主要原因;对比了评估空气幕防烟性能的方法,认为挡烟动量比是评估空气幕防烟性能普适性较好的参量;总结了对空气幕射流特性参数的研究,得到了空气幕特性参数的确定方法;分析了传统防烟设施对空气幕防烟性能的影响,得到了空气幕与传统防排烟设施耦合防烟时的布置方法。分析了当前研究存在的不足,希望以此为空气幕防烟的设计与研究提供参考。

城市U形溶沟富水巨厚砂层深基坑支护设计方案研究

随着各大城市轨道交通建设的快速发展,不可避免地会出现线路穿越岩溶强发育的溶洞、溶沟槽等地质复杂区域,在这些区域修建地下车站将带来巨大的挑战和极高的建设风险。为了设计在岩溶发育、富水厚砂层等不良地质下深基坑支护方案,解决地下水降深过大,工程经济性较差等问题,以深圳某地铁车站工程为依托,采用理论分析、现场监测相结合的方式对基坑围护结构设计、岩溶承压水控制措施及经济性等进行分析。研究表明,在富水厚砂层且岩溶发育的溶沟地层进行基坑开挖时,可采用悬浮式水平封底止水帷幕+坑内疏干降水措施,能有效控制地下水水位。实践表明,施工完成后车站基坑变形稳定,支撑受力合理,地下水位稳定在基坑底以下。

隧道联络通道及泵站冻结法施工数值分析

在市政隧道工程中,联络通道与泵站经常采用合并建造方式,因此在冻结法施工冻土帷幕时一般也需整体考虑,这样就形成了形状异常复杂的冻土帷幕结构。平面应变及解析很难,不易考虑,本文针对这种情况,对某隧道工程中冻结法联络通道及泵站合并建造施工进行了数值分析。主要分析开挖所对冻土帷幕受力与变形的影响以及冻土帷幕内应力与变形的分布情况,并指出帷幕中的最薄弱部位,同时也验证该工程中1.6m冻结帷幕厚度的安全性,对于类似工程施工有一定的指导意义。

松软地层防渗灌浆帷幕结构性状实验研究

松软地层透水率较大,防渗灌浆工程吃浆量相对较大,浆液扩散极不规则,形成的防渗帷幕,包括防渗幕体厚度、力学性能、防渗效果等结构性状难以准确把握,现有的方法和技术主要采用压水试验、标贯、钻孔取心、物探等方法获取相关信息,但带有极大的不确定性,直接影响到防渗质量的评价。在现场进行多工况灌浆原型试验研究,通过注水试验、孔斜测定、取心测试、全断面开挖等多种方法,真实呈现防渗幕体的性状,包括幕体有效厚度及其影响范围、幕体强度性能和渗透性能。结果表明,在松软地层采用"浆体封闭、脉动灌浆"控制灌浆工艺,孔距1.5m,两排排距0.8m,并采用适宜的灌浆控制参数灌注可控性黏土水泥浆材,简便高效,孔周挤密区、结石体及胶结体形成的有效幕体均一性好,防渗效果达到5lu以下,灌后28d结石体强度达到3MPa以上。灌浆工艺和参数可直接供类似地层应用。对于不同类型地层在不同灌浆材料、灌浆工艺、灌浆参数情形下的灌浆结构性状,有必要研发物理模型进行大样本室内试验研究。

深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术研究

砂砾石地层的防渗处理是水电工程中经常遇到的难题。因此深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术的研究具有重要意义。深厚砂砾石层帷幕灌浆施工技术多年来一直处于摸索阶段。结合工程实例,介绍了帷幕灌浆施工技术在造孔、灌浆、质量检查等方面的进展。

管幕冻结法冻结过程温度场数值模拟

对港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道管幕冻结过程进行了有限元数值模拟,分析了冻结管布置圈整体温度场及冻结帷幕厚度随时间的变化规律。结果表明:冻结过程中形成了以冻结管布置圈为中心的环形温度场,冻结管布置圈内的土体温度下降速度快于布置圈外,其最终温度也要低于布置圈外;在冻结30 d左右相邻冻结管的冻结范围开始重叠,形成了0℃以下的冻结圈;冻结48 d左右基本形成了连续的、具有一定厚度的冻结帷幕;冻土壁厚度达到顶管间止水要求的1.45 m的时间点在冻结72~84 d之间。

关于深层搅拌桩止水帷幕几个问题的探讨

推导了深层搅拌桩止水帷幕水泥掺入比计算公式。简要地对比分析了相邻桩之间不同视搭接宽度的两种方案。提出了仅考虑主动土压力作用情况下止水帷幕厚度计算方法。给出了止水帷幕与支护桩之间的距离及桩间土保护措施的建议。

颗粒帘换热器中气粒两相流动特性实验

在颗粒帘换热器实验平台上,运用实验测量和理论分析等方法,开展了颗粒帘换热器中气粒两相流动特性的冷态实验。结果表明:当颗粒空隙率较低时,颗粒流卷吸周围空气量减小,换热器通道内下落颗粒帘出现扩散现象,反之,颗粒帘出现收敛现象;颗粒帘后部气流速度随进气速度及颗粒帘初始厚度的增加而增大,随颗粒粒径及颗粒质量流量的增加而减小;进气速度、颗粒质量流量对颗粒帘后部气流速度的影响大于颗粒帘初始厚度、颗粒粒径的影响;颗粒帘后部气流速度随颗粒帘下落高度的增加而增大。

坝基最优帷幕灌浆区厚度研究

采用一维渗流理论分析了设置帷幕灌浆时闸坝地基面的水头分布，进而分析了帷幕灌浆各参数对地基面渗透压力的影响，从降低渗透压力的角度提出了最佳帷幕灌浆区厚度的理论。

坝基防渗帷幕灌浆室内试验分析

新疆下坂地水利枢纽工程的坝基为深厚覆盖层,目前对深厚覆盖层的灌浆效果评价比较有限。为充分说明该工程中帷幕灌浆的可行性,笔者通过对帷幕灌浆的室内模拟试验,进一步分析了下坂地水库坝基深厚覆盖层现场垂直防渗试验所取得的帷幕灌浆成果。

黄金坪水电站坝基深厚覆盖层帷幕灌浆试验研究

介绍了黄金坪水电站坝基深厚覆盖层帷幕灌浆试验研究情况,所取得的试验研究成果以及采用的偏心跟管成孔工艺技术、灌浆试验工艺方法、灌浆效果检查方法对类似工程的施工和试验具有重要的参考借鉴作用。

基于结构胶粘接不同厚度的建筑幕墙结构抗变形能力

随着建筑幕墙结构的不断发展,隐框式建筑幕墙逐渐成为主要发展趋势,其中需要使用结构胶将玻璃粘接到框架上,所以为了提高建筑幕墙的安全性,有必要对结构胶粘接性能对建筑幕墙安全性的影响进行分析。结构胶粘接不同厚度对粘接性能的影响比较突出,于是文章主要分析结构胶粘接不同厚度对建筑幕墙结构抗变形能力的影响。文章对环氧树脂结构胶和丙烯酸酯结构胶进行实验分析,研究结构胶粘接厚度对结构胶变形能力和建筑幕墙变形能力的影响。实验结果表明,当粘接厚度不断增加时,两种结构胶的剪切强度和拉伸强度先增加后降低;当丙烯酸酯结构胶的粘接厚度为0.6时,环氧树脂结构胶的粘接厚度为0.4时,结构胶的拉伸剪切强度为最大值,此时建筑幕墙变形程度受到结构胶粘接变形影响最小;丙烯酸酯结构胶整体变形和建筑幕墙之间的存在正相关性,且结构胶变形是建筑幕墙结构变形位移量的19%~20%。

冶勒水电站坝基深覆盖层帷幕灌浆试验

冶勒水电站坝基为第四系堆积物，深度超过420m，其中第三岩组为弱胶结卵砾石与粉质壤土互层，设计在该地层帷幕灌浆深100m。通过两年多的现场灌浆试验，探索研究了浆材配比、灌浆工艺、灌浆机理、防渗效果检测等难题。本文拟对此进行简要回顾与总结。

“水力压裂”技术在基岩帷幕灌浆中的应用

针对高坝防渗帷幕施工中常见的"回浆返浓"现象,提出将能源开采行业广泛应用的"水力压裂"造缝技术引入到基岩帷幕灌浆中。利用范围、宽度可控的人造裂缝解决了传统水泥灌浆时由于岩石隐微裂缝发育造成的浆液清水失水,水泥颗粒剩余返浓情况,避免了细水泥、化学灌浆施工的固有缺陷,为帷幕灌浆施工提供了一种新思路。