基于静力水准的采空区地表变形监测及误差分析

目前,采空区上方的地表沉降变形监测主要采用人工水准仪测量,该方法效率低、成本高、周期长,且无法实现自动化实时监测。为解决上述问题,引入静力水准自动化监测技术,在分析静力水准自动化监测工作原理及监测系统构成的基础上,对其可靠性、误差来源及消除方法进行了深入探讨,最后结合条带采空区上方地表监测实例从监测方案、测点布置、数据分析等多个角度进行了系统研究。研究结果表明:该技术能够满足条带采空区上方地表沉降变形自动化监测的要求,可为相关监测工作提供技术支撑。

罗非鱼养殖尾水污染物沉降特征研究

罗非鱼(Oreochromis mossambicus)养殖排放尾水特征及沉降特点是影响尾水处理沉淀池设计的关键因素,也是实现尾水高效处理的前提和基础。本研究以海南罗非鱼养殖尾水为研究对象,通过对养殖排放尾水和周边环境进行污染监测及静沉降试验,测定水体总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(CODMn)、悬浮颗粒物(TSS)浓度,分析总结罗非鱼养殖尾水中污染情况及尾水处理合理沉降时间。结果显示:罗非鱼养殖尾水中TN、TP、CODMn和TSS的质量浓度范围分别为2.00~15.60、0.59~2.74、17.20~20.40和2.50~144.00 mg/L;养殖池周边水体TN、TP、CODMn和TSS的质量浓度范围分别为2.20~5.80、0.44~3.21、4.05~18.95和55.00~152.00 mg/L;养殖尾水中颗粒态氮(TPN)、磷(TPP)平均占比分别为20.80%~62.80%、50.80%~74.90%。尾水经静沉降处理24 h后,上层水体中TSS的下降率达到83.08%,静沉降处理48 h后TSS质量浓度下降84.62%,沉降效果趋于稳定。综合考虑,尾水静沉降时间建议选24 h可有效去除水体中悬浮污染物。

柱脚不均匀沉降对单斜撑钢井架的影响与治理研究

长期的荷载作用可能导致矿井井架变形和不均匀沉降,甚至可能引起结构整体倾覆。针对童亭煤矿钢结构单斜撑井架的沉降和受力特点,采用ANSYS有限元软件构建了单斜撑井架结构模型,研究了斜撑基础不均匀沉降对井架结构内力的影响规律,并对井架内力受不均匀沉降影响机理进行分析。结果表明:①立架与斜撑间的沉降差值会引起立架C柱底和顶部横梁的应力呈线性增加,对斜撑影响较小;X方向沉降率达到2.04‰时,立架最大应力出现于C柱底,约为148 MPa,低于钢材设计强度的限值。②两斜撑基础间的不均匀沉降对单斜撑井架的不利影响更大,断绳工况下的Y方向沉降率为0.88‰时即发生应力超限破坏,略低于《矿山井架设计标准》中对单斜撑式钢井架斜撑基础间最大1‰的沉降差值限制。③不均匀沉降导致井架内力重分布,井架最大应力值和位移值均随沉降值增大而增大,其中立架C柱和斜撑上下天轮梁为最危险部位。针对井架沉降现状,提出了重点部位的加固和顶升方案,加固后井架内力和变形均大幅降低,静力性能提升30%。

岩溶区PST管桩复合地基的工程应用

经对某场地高层建筑地基素填土厚度大、下伏基岩岩溶发育、以多层串珠状溶洞为主的地层条件研究,提出一种PST管桩刚性复合地基。采用试验和监测等方法来指导复合地基处理设计与施工,根据场地试桩数据来验证设计的合理性。施工完成后,采用静载荷试验对复合地基进行质量验收检测,并连续进行沉降监测。结果表明:岩溶区PST管桩复合地基是一种处理高层建筑地基很可行的方法,处理后可以满足高层建筑物对地基强度、变形及稳定性的要求。

疏浚吹填泥沙静态间歇沉降行为及其稳态宏观评价标准

关于疏浚吹填泥沙的静态间歇沉降行为与机理及其稳态宏观评价标准,目前暂未深入研究。这是当今疏浚吹填泥沙地基采用真空过滤排水固结技术进行处理时无法科学判断最佳启动时间的主要原因之一。鉴于此,先对疏浚吹填泥沙的静态间歇沉降行为进行理论研究,建立了颗粒悬浮液的沉降速度与平均孔隙比的理论关系式。然后,获取典型工程现场的疏浚吹填泥沙,配制典型浓度试样,开展静态间歇沉降模型试验研究。研究结果表明:(1)黏粒(d<0.005mm)含量是影响疏浚吹填泥沙静态间歇沉降行为与机理的关键因素之一;(2)颗粒通量最大值Gmax往往出现在试验难以测出的非常低的浓度条件下,且黏粒含量越高,越难通过试验方式测得;(3)对于黏粒含量为40%~60%的疏浚吹填泥沙,建议将“平均孔隙比累计变化率为60%~75%”作为静态间歇沉降稳定状态的宏观评价标准。

水基完井液静态沉降稳定性影响因素研究

通过研究不同密度的水基完井液在不同温度下沉降1~15 d的流变性能、滤失性能和沉降稳定性,计算不同因素间的皮尔森系数绘制热力图,考察了不同因素对静态稳定分层指数(SSSI)的影响。实验结果表明:沉降15 d内,不同密度完井液的清液量与SSSI值的相关性系数均达到0.91;完井液密度、老化时间以及沉降温度与SSSI值的相关性系数分别为0.64、0.58和0.23,即沉降稳定性的影响因素由大到小排列的顺序为完井液密度—老化时间—沉降温度,但沉降温度、老化时间分别与密度呈现竞争关系。

基于锚杆静压桩加固的超深基坑邻近建筑沉降控制技术

以某多层砌体结构基础加固施工为背景,阐述了锚杆静压桩在超深基坑邻近建筑沉降控制中的应用,重点介绍了锚杆静压桩分批压桩以配合超深基坑土方分层开挖的施工方法。该法采用PLC自动持荷系统,可对锚杆静压桩的长期持荷动态调整桩端压力。监测数据表明:此方法可有效控制超深基坑土方开挖过程中的邻近建筑物沉降,降低施工风险,可为类似项目提供借鉴。

水基完井液静态沉降稳定性回归分析

试油完井液在长期高温静置后易降解、固化,引起测试管柱堵塞、封隔器卡埋等井下复杂情况。本文通过研究蓬深2井、磨溪151井和龙兴1井水基完井液在不同密度、不同温度下沉降1~15 d的静态沉降稳定性SSSI值后,通过多元回归分析收敛回归方程,回归方程R^(2)为0.84,残差平方和为0.57。经回归方程计算不同沉降天数的完井液SSSI值,预测完井液未来的沉降情况,SSSI值预测误差均在0.025以下,具有由完井液已知沉降状态预测未知沉降状态的理论价值。

下伏采空区变电站基础沉降的安全稳定性分析

为解决采空区地表拟建变电站基础沉降的安全稳定性问题,利用有限元分析软件进行结构内力模拟分析,通过对拟建变电站进行实体模型建立、网格划分、荷载施加以及位移约束处理,完成变电站全结构全场域耦合模型构建。对采空区从开采到变电站竣工的几个时期进行模拟与分析,依据人工仿真振动波得到变电站各结构沉降情况。结果表明:拟建变电站发生的沉降与整体沉降走向一致;静力载荷作用下,拟建变电站场地最大沉降为39.33 mm,最大沉降差为12 mm,产生于上部钢结构框架;动力荷载作用下,依据模拟结果可知,上部设备振动荷载对采空区没有影响,采空区变电站竣工后由于地表下160 m处弱化造成0.2~0.5 mm的微小沉降。拟建变电站整体和局部沉降值均处于变形控制标准内,采空区变电站处于安全稳定的状态。

塔吉克斯坦某金矿全尾砂静动态絮凝沉降规律试验研究

塔吉克斯坦某金矿使用深锥浓密技术进行全尾砂深度脱水。为探究尾砂浆给料稀释浓度、给料速度以及絮凝剂单耗对全尾砂絮凝沉降效果的影响规律,掌握浓密机运行的适宜参数范围,依据静态沉降理论,开展了静动态絮凝沉降试验,对底流、溢流及沉降过程进行了多指标检测分析。研究结果表明:静态絮凝沉降情况下,边界稀释浓度为10%~12.5%,超过此范围,絮凝沉降效率降低,上清液澄清度降低显著;对应最优絮凝剂单耗为25 g/t,所能达到的最大固体通量为1.70 t/(m^(2)·h);较合理的给料速度为0.28~0.59 t/(m^(2)·h),考虑泥层压密时长12 h,拟合计算最终排放底流浓度可达到66%左右。研究结果为塔吉克斯坦某金矿深锥浓密机运行参数优化提供了参考。

超长大直径钻孔桩基础现场压缩静载荷测试分析

文中以某桥梁工程为例,对静载作用下不同类型桩的沉降量时程响应曲线以及荷载随深度的传递机制进行分析。结果表明,相同荷载水平下,2号桩的沉降量与1号桩相比降低了55.3%~67.8%。所有荷载水平下,钻孔灌注桩的桩身轴力随着深度的增加呈现不断下降的趋势。相同荷载条件下,钻孔灌注桩的桩身轴力略高于1号桩的桩身轴力,最大荷载水平下,2号桩的桩端部支撑百分比高于1号桩的端部支撑百分比。随着施加荷载水平的增加,钻孔灌注桩的桩侧摩阻力呈现先快速增加后平稳的趋势。相同荷载水平下,2号桩的桩侧摩阻力大于1号桩的桩侧摩阻力。总之,桩越长,钻孔灌注桩的承载能力越强。

道岔梁支架扩大基础快速预压试验及数值模拟

为提升铁路道岔梁支架基础预压的施工效率,借鉴静压桩机施加荷载方式提出一种扩大基础预压工法,以适应场地施工条件和项目工期要求。依托马来西亚东海岸铁路道岔梁工程,设计快速和慢速维持荷载预压方案,通过有限元仿真分析荷载持续时间内的基础沉降变化规律,并结合现场试验验证所提施工方案的合理性。结果表明:扩大基础复压后沉降趋势由陡变缓,与堆载法比,两种预压方案所需的预压完成时间显著减少;同一预压荷载条件下,基础沉降均在维持最大荷载1 h后逐渐稳定,延长荷载维持时间对基础预压效果影响有限;扩大基础两端沉降量变化在施工过程中并不相同,但随着预压完成趋于一致,且平整度符合施工要求。快速维持荷载预压下的扩大基础工后实测累积沉降量不超过0.15 mm,不仅能有效缩短工期,而且预压效果比慢速维持荷载预压方案要好。

基于尖点突变模型确定静载试验的基桩极限承载力

利用静载试验的荷载-沉降曲线确定基桩极限承载力的分析方法很多,但至今尚未找到合理、有理论依据的确定基桩极限承载力的评判方法。因此,尝试利用尖点突变模型分析基桩静载试验的荷载-沉降曲线来评判基桩极限承载力;利用Matlab软件直接拟合静载试验的荷载-沉降曲线,以突变特征值为评价标准,确定基桩极限承载力。研究表明:(1)对比分析目前常用的尖点突变模型求解方法与文章提出的直接拟合法,发现目前常用的一般求解法存在不稳定性、误判等不足,评判结果与静载试验实际情形不符;(2)直接拟合法求得的势函数具有唯一性、首位性、单调性等特征,计算结果与基桩静载试验的实际情况相符,解决了一般求解法存在不稳定性、误判等问题,且比现行基桩检测规范计算结果更为安全。研究结果为较大直径基桩在缓变形情形下,以0.05D桩顶沉降量为标准确定基桩极限承载力提供了理论依据。

水闸治理工程中静压桩施工的应用

鉴于水闸在长期使用中易出现渗漏、沉降等问题,针对水闸地质因素进行分析,采用锚杆静压桩技术法进行施工维护,并提出相应的水闸维护建议。结果显示,在闸墩高程土压力比较中,锚杆静压桩法相较于静压桩施工法,侧向土压力整体降低18.65%,具有更好的闸体维护效果。同时,闸墩底板沉降比较表明,锚杆静压桩法沉降更低,对水闸维护效果更好。研究成果可为水利工程维护与管理提供技术参考。

临近基坑建筑物沉降自动化监测方法研究

为实时掌握基坑工程施工期间临近建筑物的安全状态,信息化指导施工,文中以某市政基坑工程施工为例,将静力水准仪应用于基坑周边临近建筑物沉降的自动化监测,对自动化监测精度和建筑物沉降变形规律进行分析,并将自动化监测和人工监测数据进行对比。结果表明静力水准仪自动化监测观测精度高,具有较好的系统稳定性,可用于建筑物变形的实时监测,对信息化施工和保证建筑物安全具有重要意义。

卵石层地基上开口PHC管桩的应用分析

陕西石川河Ⅰ级阶地,地表以下约15 m深存在厚度10~13 m、工程力学性质较好的卵石层,如何有效利用该层良好的承载潜力是设计面临的问题。在某项目的地基设计中,参考已有的试验研究成果及工程经验,分析开口PHC管桩在卵石层中的端阻力承载性状,通过原位静载试验验证,在相应的沉桩条件下,中短开口管桩沉入卵石层中可形成土塞效应,当桩端沉降量达到桩径的4.9%~6.9%时,卵石层的实际极限端阻力较规范值提高1.49~1.93倍,管桩的竖向抗压承载力提高27%~46%。建筑物封顶后的沉降观测结果验证管桩方案可行,避免了素土桩作业造成的环境污染,节省了造价和工期,具有良好的社会效益和经济效益。

既有建筑锚杆静压桩基础加固设计

某新建汽车加油站内的站房,竣工后在使用过程中发现上部结构出现开裂,设计人员分析是由个别相邻柱下桩基础出现不均匀沉降造成。为避免下部地基基础不稳定继续下沉,对部分桩基础采用锚杆静压桩基础加固设计处理,处理结果表明锚杆静压桩基础加固对既有建筑出现不均匀基础沉降有效。可见,一层室内净高不足时,可以选择锚杆静压桩基础加固方式;另外,锚杆静压桩施工对周边环境影响小,施工速度相对较快,而且经济性较好。

远岸大跨径桥墩超长线路静力水准自动化监测试验浅析

以常泰长江大桥主墩基础沉降为例,针对远岸大跨径水中桥墩沉降观测实施难度大,传统测量方法耗时费力、效率低的难题,研究提出一种采用静力水准来实施沉降观测的思路,通过研究发现,目前市面上暂未出现线路长度在1 km及以上的静力水准监测案例,因此在实施前,结合现有静力水准测量技术,开展超长线路静力水准自动监测试验验证工作,通过对大量试验数据的分析总结,得出超长线路静力水准自动监测满足远岸大跨径桥墩的沉降观测要求,并总结了超长线路静力水准自动监测实施过程中的注意事项,为后续实施超长线路静力水准自动监测项目提供技术参数和借鉴,也为其他类似沉降观测实施难度大的项目提供一种新的沉降观测方法。

高速铁路32m简支箱梁墩台横桥向沉降静力影响及损伤评级

针对高速铁路桥梁新旧线并行修建引起的横桥向墩台不均匀沉降的问题,利用ABAQUS有限元分析方法,选取高速铁路常用的32 m标准双线多跨简支梁桥,建立CRTSⅢ型单元板式无砟轨道-桥梁-墩台空间静力耦合模型;考虑不同沉降类型和沉降幅值,研究横桥向桥墩不均匀沉降对轨道结构层间受力及其轨面变形规律,在此基础上提出适用于该桥型的单、双墩横桥向不均匀沉降静态损伤分级及维修建议。结果表明:横桥向墩台不均匀沉降对轨面高低不平顺影响最大,其次为扭曲和水平不平顺,且沉降墩顶处易出现变形极值;横桥向墩台仅单侧沉降时,单墩沉降差10、15、20 mm,伤损等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级;需要关注桥墩横桥向双侧沉降情形,损伤比单侧沉降更严重;当沉降差达到20 mm时,自密实混凝土层横向拉应力超过C40混凝土抗拉强度限值,轨道结构存在开裂风险。建议日常保养时单、双墩横桥向不均匀沉降控制在10 mm及以下,应避免出现沉降15 mm及以上的不利情形。

小直径钢管桩Q-s曲线的数值模拟与分析

目前小直径钢管桩在工程领域内得到了广泛应用,但是为确定小直径钢管桩竖向承载力,通常需要采用静力荷载试验获取其荷载-沉降曲线作为其判断依据,然而原位试验不仅过程复杂,而且耗时较长,同时需要投入大量的人力和物力。利用理论模型推导获得小直径钢管桩的Q-s曲线,不仅可以省去现场试验的必要性,而且能提高设计和施工的效率。本文结合前人的研究,在桩土接触面单元的建立过程中参考了无厚度Goodman界面单元法,理论推导小直径钢管桩的Q-s曲线,并与实测结果对比分析,证明了该理论方法的适用性,并分析了结果存在误差的原因,鉴于较小的沉降对小直径钢管桩承载力的影响较小,因此工程实践中可以通过理论方法获取Q-s曲线。