流固耦合作用下矩形顶管施工地层稳定性研究

为研究基于流固耦合原理的顶管施工对地层稳定性的影响,以合肥市某在建顶管隧道为背景,结合顶管施工中的监测资料,采用Midas GTS NX软件建立顶管施工三维数值模型,在流固耦合作用下分析不同工况顶管隧道周围的渗流场及位移场的变化规律。结果表明,随着顶管隧道的开挖,隧道周围的孔隙水压力显著减小,受开挖扰动影响地表沉降值不断叠加,在隧道轴线上方的位置达到最大值,由于地下水渗流影响地表沉降加剧,初始水位距地表高度增大地表最大沉降值减小。研究结果可为类似施工提供理论参考,以确保施工安全。

预应力混凝土实心方桩在某泵站工程中的应用

在水工建筑物非岩石基础处理的诸多措施中,预应力混凝土实心方桩在工期、投资、质量控制、承载能力和沉降量控制等方面都有一定的优势。本文依托某泵站基础处理工程,系统比较分析了预应力混凝土实心方桩和混凝土灌注桩两种处理方案,并优选适合于本工程的实心方桩处理方案,有效解决了基础承载力和沉降量问题,可供其它类似工程的基础处理参考。

基于非线性三维实体单元程序计算地基沉降

根据三维实体单元的弹塑性理论,借助Fortran95语言具有模块分析、数组运算和多重继承等编程语言的特性,在线弹性有限元程序的基础上开发非线性阶段的三维实体单元应用程序,通过探索非线性三维实体单元有限元算法的同时为地基沉降的计算提出一种精确、高效的计算方法。通过该方法结合工况修订参数,采用程序运算计算结果,最后,通过使用本程序和SAP2000、ANSYS商业软件计算模拟地基沉降值进行对比分析,验证程序的可行性和精确性。

FCC油浆中固体颗粒沉降特性与沉降速度模型

脱除催化裂化(FCC)油浆中的固体颗粒可以显著提高油浆的价值,沉降脱固是有效的手段之一。影响油浆中固体颗粒沉降的主要因素包括油浆体系的黏度、油浆与固体颗粒密度差和固体的颗粒度,采用添加石油醚溶剂油和改变体系温度的方法调节油浆液固体系的黏度和密度差,用重复深度吸管法计算颗粒沉降速度,得到了沉降过程中油浆物性变化和不同粒径固体颗粒沉降的规律,关联得到了油浆中固体颗粒沉降速度经验公式,建立了油浆中固体颗粒的沉降模型,模型计算结果与实验结果的误差在10%以内。研究结果可为优化油浆沉降脱固工艺提供支持。

建筑荷载与地下水开采耦合作用对地面沉降的影响

以南通市海门区地面沉降历史为研究背景,从比奥固结理论出发,分析地面荷载及地下水渗流场对土体变形的影响.采用现场监测的方式对海门区地下水位、高层建筑物荷载和地面沉降进行监测,研究高层建筑荷载、地下水开采以及二者耦合作用对土体变形的影响.通过建立地下水渗流、建筑荷载与土体变形的三维流固全耦合模型,对不同因素作用下地面沉降进行模拟.模拟结果显示:地下水开采引发的地面沉降对主开采层的影响最大,建筑荷载引发的沉降对地表附近土体影响较大;地下水开采和建筑荷载的耦合作用引发土体变形的情况中,地面上距离建筑物集中区较近处以建筑荷载作用为主,较远处以地下水开采作用为主.

固废基泡沫轻质路基填料施工工艺

车站扩建时对邻近已有建筑物有变形影响,高铁车站扩建会面临更复杂的环境和更不易控制的施工风险。为解决该问题,潍烟铁路项目根据烟台地区尾矿的成分特性,研发固废基绿色胶凝材料,采用预发泡法,利用开发的绿色胶凝体系,制备大流动度的固废基泡沫轻质路基填料并开发其施工工艺,降低路基沉降,同时也消耗大量的尾矿,实现大宗固弃物的规模化利用,有利于节约资源、保护环境,符合可持续发展的要求。

一种高密度无黏土低固相钻井液体系研究

为了满足高温高压钻井以及降低钻井液对储层岩心的伤害,研究了一种高密度无黏土低固相钻井液体系,通过以丙烯酸和乙酸乙烯酯为原料制备一种分散剂FX-1来提高高密度无黏土低固相钻井液体系的稳定性。结果表明:分散剂FX-1使碳酸钙表面的Zeta电位的绝对值增大,其分子吸附在碳酸钙表面,羧酸基团使Zeta电位绝对值升高,提高了碳酸钙颗粒(加重剂)的沉降稳定性和水化能力。含有2%分散剂FX-1的高密度无黏土低固相钻井液体系在150℃下静置3天后未出现沉降现象,表明该体系在高温条件下具有优异的稳定性。另外,高密度无黏土低固相钻井液污染岩心后采用直接返排的方式测试岩心渗透率恢复率为83.65%,表明该体系具有良好的储层保护效果。

流固耦合下隔水帷幕对深基坑的变形特性研究

本文以某软土区止水帷幕深基坑监测为背景,使用COMSOL Multiphysics对基坑分层建模并建立二维渗流-固结耦合模型,研究流固耦合模型在软土地区基坑数值模拟的可行性,基坑渗流模型的建模方法,并分析不同隔水帷幕建模方法对基坑水平位移及坑外地表沉降的影响.研究表明:COMSOL Multiphysics模拟基坑变形数值与实际监测数值较吻合,降水渗流作用对基坑变形具有很大影响.止水帷幕对于减少坑外水位下降和控制地表沉降有显著作用.设置隔水帷幕后,地面沉降量减小,而缺点是导致围护结构变形增大.最后模拟了不同深度隔水帷幕对坑外地表沉降的影响,认为隔水帷幕对坑外沉降改变量有先增大后减小的规律,深度过小或者过大对沉降量的控制效果不好.弱透水层交界处有沉降改变量的极大值,弱透水层处沉降量改变量有明显骤减.

富含生活垃圾土层浅埋暗挖隧道变形实测分析

富含生活垃圾土层软弱,浅埋暗挖隧道易产生较大变形和坍塌。依托实际工程,对隧道施工过程地表、拱顶、侧墙变形开展实测,分析监测数据的规律与影响因素,针对性采取工程措施,确保浅埋暗挖隧道顺利实施。研究结果表明:(1)采用水泥浆注浆改良垃圾土,可增加垃圾土抗剪强度,隧道开挖时地表沉降较小;(2)靠近竖井洞口处地表纵向沉降值最大,沿纵向距离增加而趋于稳定。地表横向沉降值与Peck公式预测值基本一致,但变曲点不明显;(3)降雨会加速拱顶沉降,沉降速率为稳定监测期的13倍,采用咬合式高压旋喷桩可有效封闭垃圾土层地下水;(4)拱顶变形会直接导致地表沉降,核心土挖除后,应立即封闭初衬;(5)隧道初衬完成后12~14 d变形速率较快。

城市生活垃圾填埋场沉降监测与分析

2006年9月起于上海老港填埋场开展了示范工程沉降监测项目。该生活垃圾填埋场占地面积约为200 m×125 m,共填埋了约15×104 t来自上海城区的生活垃圾,最大填埋厚度约为9 m。通过填埋期间埋设的水平沉降管,监测到该填埋场不同埋深处的沉降值。介绍了沉降监测系统的工作原理,分析了2006年底至2008年底为期两年的沉降数据。填埋场底部沉降管监测数据表明,场底地基沉降较小,两年的平均沉降为?3.6～?5.7 cm;中部沉降管监测数据表明,该沉降管下方生活垃圾在上方垃圾填埋后产生了较大的压缩,从上方垃圾开始填埋至填埋完毕3个月内的压缩应变约为0.197～0.242;顶部沉降管和中部沉降管监测数据表明,该填埋场垃圾主压缩完成时间约为3个月;由于填埋垃圾有机物含量较高,其修正次压缩指数较大,约为0.066～0.070。

不同压力下垃圾降解压缩试验研究

利用课题组设计研制的垃圾降解压缩试验仪,将新鲜垃圾试样在100,200,400 kPa三个竖向压力作用下分别进行室内降解压缩试验。试验模拟了不同降解条件下填埋场垃圾的沉降过程,对比研究了压力对垃圾土长期沉降的影响。试验结果表明,当垃圾处于适宜的降解环境时,垃圾中有机物的生物降解导致沉降速率逐渐增大,产生比较显著的降解沉降。试样所受的压力越大,产生的主压缩应变越大,后期的降解沉降和蠕变沉降越小。随着时间的增加,压力对总沉降的影响相对减小。压缩参数与垃圾的降解状态有关,应变与时间对数曲线中在压缩前期和后期近似呈线性关系,压缩前期修正次压缩指数较小,后期垃圾加速降解时修正次压缩指数较大。

填埋场沉降监测技术研究现状及其发展

固体废弃物填埋场沉降是安全填埋技术所要关注的重要问题之一。文章综述了固体废弃物填埋场沉降的危害和国内外室内外沉降监测技术的主要方法以及这些方法存在的问题。室内沉降监测主要运用测渗计和自制设备监测室内试验沉降。填埋场室外现场监测技术包括沉降板、沉降计、沉降剖面仪和水准仪等。通过对各种监测技术的比较,结合最新的研究成果,提出探地雷达等地球物理方法将成为固体废弃物填埋场沉降监测技术研究新的发展趋势。

考虑气固耦合填埋场沉降数学模型

为研究城市生活垃圾填埋场孔隙气压对沉降的影响程度,把填埋场简化为非稳定单向气体渗流场,采用Gibson和Lo一维压缩模型及U.S.EPALandgem产气方程,结合达西定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论,建立了考虑气固耦合的填埋场沉降计算模型。填埋场的沉降按封场前和封场后2个阶段分别计算,封场前填埋场接受垃圾,堆填压力增加,而封场后的堆填压力保持不变。运用差分法求解的结果表明,填埋场垃圾体内孔隙气压与深度、时间和透气率等因素有关。封场前,气压随深度和时间的增加而增加;封场后,气压随时间逐渐消散。高透气率的填埋场有较高的气体消散速率。封场前气压的增加减小了填埋场沉降速率,从而导致填埋场的容量减少。提出在填埋场沉降计算和边坡稳定分析时考虑气压影响的必要性。

垃圾土蠕变-降解沉降特性试验研究

为了研究垃圾土蠕变降解沉降特性，选取重庆市某垃圾场典型试样，基于室内蠕变观测试验得到蠕变降解沉降过程曲线（0~330 d），建立了符合其沉降变形特性的PTH计算模型，验证了该模型合理性，同时对沉降影响因素进行了详细分析。结果表明，因外部应力和内部蠕变降解引起的沉降总量可达试样高度的33.2%，渗滤液在前期的溢出量受外部荷载和有机物含量的控制；垃圾土中有机物的降解规律可用Richards 模型来表示，累计沉降量和累计渗滤液产量之间符合指数函数关系；有利于初期压缩变形和后期降解沉降的最优有机物含量区间为29.1%～36.47%；内部温度监测结果显示，20～41 ℃是一个可加快内部有机物降解速率的温度区间，且在41 ℃时作用最大。

垃圾土降解规律及填埋场沉降计算分析

通过垃圾土有机物降解试验,提出垃圾土有机物降解规律的计算公式和参数确定方法,并推导了垃圾土沉降计算模型.以深圳下坪垃圾填埋场为例,根据试验材料中的有机物和降解残余物含量以及特征降解时间,计算得到降解速率和降解量随时间变化规律.实例分析表明:变形计算模型能够反映压缩和降解引起垃圾土的变形特性.

固体废弃物室内沉降试验问题初探

介绍了设计的一种研究固体废弃物沉降问题的试验仪器及方法,分析了试验中遇到的一些问题.根据试验所得数据发现,传统的土力学理论并不完全适用于评价其影响.值得注意的是,试验中垂直有效应力的衰减规律和理论之间存在一定的差异.

适宜降解条件下填埋场的沉降模型及案例分析

填埋场的沉降和容量分析对其填埋期及封场后的运营有着重要意义。综合比较了不同的填埋场沉降分析模型,总结了各种填埋体压缩试验和现场沉降监测结果。如果生物降解被抑制,蠕变引起的压缩量相对较小,大部分力学压缩将在较短时间内完成;完善并改进了生物降解压缩模型,并通过案例分析与现场孔隙比沿深度的变化进行了比较。该模型能用于描述常压力下的试样压缩,也能分析分层堆填填埋场的容量分析和封场后沉降,尤其适用于降解条件适宜的情况。模型中采用的参数可以通过压缩试验或反分析沉降资料的方法获得。通过案例分析发现,改善填埋期间填埋体的降解条件能够有效地提高填埋场的容量,减少封场后沉降的潜力。如果不考虑填埋过程、填埋高度、初始有机质含量、填埋场降解条件,即使有了一定的沉降观测资料,单纯采用经验公式去分析封场后沉降也并不合理。

城市固体废弃物的压缩性及填埋场容量分析

总结了城市固体废弃物 (MSW)中有机质的分解规律 ,提出了填埋体中有机质随时间 (深度 )变化的公式 ,并用现场测试结果进行了验证 .进行了大尺寸的MSW室内压缩试验 ,通过现场取样获得了MSW原位压缩曲线 .在此基础上提出了考虑荷载和有机质降解作用的填埋场容量计算方法 .定量分析了有机质分解速度对填埋场的容量的影响 .通过计算发现 ,当降解速率到达 0 1 a这一量级时 。

量筒内进行矿浆沉降试验的方法

介绍了实验室用量筒进行矿浆沉降试验的两种方法,分析比较了两种方法的优缺点。指出用测试上清液中固体物含量的方法确定物料群沉降速度更能代表矿浆物料沉降的真实特性,其结果作为设计浓密机的依据,较准确可靠。

考虑降解率下的垃圾土降解压缩量计算模型

从无机物质量不变出发,在考虑降解率与密度变化的情况下,围绕垃圾土的密度、质量与体积三者关系,结合由自配试样进行降解试验获得的降解率规律,推导了垃圾土一维降解压缩模型。研究结果表明,降解压缩量与初始时刻有机物的体积百分含量、降解率及初始高度有关,且成正比关系。利用该模型对重庆市某垃圾填埋场的有机物降解沉降量进行了计算,可以看出降解沉降量与时间呈指数函数关系,在填埋初期降解沉降速率较大,随着时间推移,降解沉降量趋于稳定。