NUMERICAL SIMULATION STUDY ON ROCK BREAKING MECHANISM AND PROCESS UNDER HIGH PRESSURE WATER JET

The numerical simulation method to study rock breaking process and mechanism under high pressure water jet was developed with the continuous mechanics and the FEM theory. The rock damage model and the damage-coupling model suited to analyze the whole process of water jet breaking rock were established with continuum damage mechanics and micro damage mechanics. The numerical results show the dynamic response of rock under water jet and the evolvement of hydrodynamic characteristic of jet during rock breaking is close to reality, and indicates that the body of rock damage and breakage under the general continual jet occurs within several milliseconds, the main damage form is tensile damage caused by rock unload and jet impact, and the evolvement of rock damage shows a step-change trend. On the whole, the numerical results can agree with experimental conclusions, which manifest that the analytical method is feasible and can be applied to guide the research and application of jet breaking rock theory.

微孔的磨料水射流抛光CFD模拟及试验

为解决飞秒激光微孔难以抛光的问题,结合磨料水射流去除函数稳定、自适应性强等特点,采用磨料水射流抛光方法提高飞秒激光微孔质量。利用Fluent软件对不同工艺参数下的磨料水射流微孔抛光过程进行计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟,分析不同参数下的流场分布、侵蚀速率及壁面剪切力作用规律;然后通过响应面法对射流靶距、射流压力及磨料粒径等3因素进行优化试验,以微孔内壁面剪切力均方差为响应值,建立其响应面方程,获得最佳抛光参数组合并进行试验验证。结果表明:射流压力对微孔内壁面剪切力的影响最大,当射流压力从0.80 MPa增至1.50 MPa时,微孔内壁面剪切力增大2倍以上。射流的不同结构段因性质不同可适用于不同工况。利用响应面法分析得到水射流微孔抛光的最佳工艺参数组合是:射流冲击角,90°;射流靶距,3.5 mm;射流压力,1.10 MPa;磨料粒径,15.0μm。在该条件下抛光微孔内壁面的表面粗糙度R_a降至0.354μm。磨料水射流抛光可显著改善微孔壁面质量,且响应面法预测的数据模型有较高准确性。

谈刨铣法连续式高喷防渗墙施工技术

随着我国水利工程建设的快速发展,高喷防渗墙施工技术日益受到重视。这项新兴的工艺具有极高的应用价值和经济效益。水利工程中的刨铣法连续式高喷防渗墙施工技术是一项先进的、有效的施工方法,这项技术主要采用刨铣机工作原理,将防渗材料直接喷射到墙体表面,可以起到很好的防渗效果。

盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙综合防水体系

目的:盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙中无法铺设柔性防水层,一旦发生渗漏水不仅影响结构耐久性,同时也会增加后期封堵费用,因此叠合墙结构防水是地铁车站工程施工的重点和难点,需进行针对性研究。方法:分析了叠合墙的地下连续墙、内衬墙及其他关键位置发生渗漏水的原因;以长沙地铁6号线朝阳村站工程为依托,介绍了叠合墙综合防水体系的多道防水技术,包括围护结构防水、防水涂料防水、渗漏点预处理、内衬墙防水和预埋注浆管防水;介绍了各道防水技术实施过程中所采用的新技术和新装置,并提出了相应的保障措施和注意事项。结果及结论:长沙地铁6号线朝阳村站自工程完工后的3年使用期间未发生渗漏水现象,表明所提出的叠合墙综合防水体系防水效果良好。

深厚砂性地层TRD切割箱埋卡原因初探及处置实践

结合工程实际,介绍了等厚度水泥土地下连续墙工法在深厚砂层地质施工过程中切割箱出现埋卡现象的处理方案。在采取多种措施仍未能拔除切割箱后,对切割箱埋卡原因进行了简要分析,通过采用全方位高压喷射系统加固桩进行补强,并在后续的施工过程中采取反循环钻机间隔引孔的方案优化,减少了切割箱切割链条卡死导致的机械损坏现象,提高了施工效率,为其他类似工程提供了经验参考。

PLC工法桩在富水深基坑支护中的应用

基于阜阳425省道跨颍河特大桥的主墩深基坑工程,介绍了PLC工法桩作为竖向支护体系应用于滨河富水粉土层深基坑中的实例,综合考虑了深基坑位置的地质、水文条件,并且结合施工场地受限的实际情况,采用了PLC钢管桩组合钢板桩作为止水结构和支护主体,阐述了施工特点、设计难点和关键工序,并就相关施工工艺进行了详细的介绍,实践结果表明,PLC工法支护桩整体刚度大,止水效果好,可以较好地满足施工质量和安全的要求,且施工速度快、绿色环保,在类似的工况下,可以推广使用。

隧道钻进富水砂层地段水平旋喷桩技术探讨

地铁建设过程中经常穿越浅埋第四系富水砂层,水平旋喷桩技术是处理此工况的有效手段。论文根据现场实际施工情况,提出了水平旋喷内插管棚工法,通过现场试验证明了此工法的可行性,并对其工艺及设备进行了改进。

TRD工法施工地下水泥连续墙在富水粉细沙砾地层中的应用

基于TRD工法地下水泥连续墙在呼和浩特地铁2号线一期工程土建施工7标段的使用,介绍了TRD地下水泥连续墙的施工工法和施工参数,并进行了TRD工法地下水泥连续墙无侧限耐压性能测试、渗透率实验、基坑内降水测试、坑外水位监测等实验。实验结果表明,TRD工法地下水泥连续墙成墙较为均匀,其渗透系数的数量级能够在全深度范围内有效降为10-7 cm/s,其取芯强度大于设计值1.0 MPa,但沿深度方向存在一定程度的不均匀性;TRD工法地下水泥连续墙能较好地切断基坑内外的水力联系,隔水效果良好,为工程实践提供了借鉴。

新安煤矿矿井井壁淋水原因及注浆施工实践

由于新安煤矿主井经过含水层以及施工过程中存在井壁淋水现象,为防止主井局部出现井壁破裂导致淋水问题进一步加剧给矿井带来更大的安全隐患,通过分析主井井壁淋水原因及特征,对注浆孔布置、注浆压力、钻孔施工进行了设计。施工流程按照钻孔施工、注浆施工、井圈加固进行施工,并对注浆施工过程中的注浆材料选择、注浆顺序及方法进行了确定。现场实践结果表明,注浆方法选择跳孔对称进行注浆,且由于注浆压力及注浆量的影响,注浆方式分为水泥注浆、化学注浆以及水泥-水玻璃相结合注浆方式,可以保证注浆过程的安全有效;采用“导水—塞缝—注浆”的总体治理方案能够有效封堵井壁淋水。该治理方案安全高效,对解决新安煤矿施工过程的井壁淋水现象以及降低矿井施工安全风险具有重要意义。

新型水泥土搅拌连续墙止水帷幕施工工法

新型水泥土搅拌连续墙工法是一种连续墙施工技术,简称TRD工法,该工法属于锯链式切割箱连续施工模式,与传统的柱列式水泥土搅拌连续墙施工方法相比存在一定差异性。利用TRD工法进行施工时,需要在地基中插入链锯型切削刀具,将墙体掘削至设计深度,采用注入固化剂方式与原位土体进行混合,开展持续的横向掘削、搅拌作业,将作业面进行水平推进,进而构筑高品质水泥土搅拌连续墙。在搅拌方式方面,TRD工法采用水平轴锯链式切割箱沿墙身进行垂直整体搅拌,该方式有别于传统的垂直轴螺旋钻杆水平分层搅拌。通过横向移动连续施工,确保墙体整体连续性;在转角处通过搭接切割和喷浆成墙,冷缝做到很好的封闭搭接,止水效果可靠。

浅谈止水帷幕与桩支护逆筑法在旋流池工程施工中的应用

为解决旋流池工程施工中地质条件、施工环节对相关作业安全及质量的干扰影响问题,文中对旋流池工程施工中止水帷幕与桩支护逆筑法的技术要点进行分析和阐述,进一步探究止水帷幕与桩支护逆筑法应用可行性,并提出施工期间注意事项,从根本上保障旋流池工程施工质量,以期为相关工程建设提供参考。

高压水射流作用下岩石破碎机理及过程的数值模拟研究

根据连续介质力学和有限元理论,给出了高压水射流破岩系统中流体和岩石的控制方程,并建立了相应的有限元列式.运用连续损伤力学和细观损伤力学理论,建立了适用于水射流破岩全过程分析的岩石损伤模型以及宏细观损伤的耦合模式.数值计算的结果较真实地反映了水射流破岩过程中,岩石的动态响应以及水射流动力学特性的演化过程,普通连续水射流破碎岩石主体所用的时间为毫秒量级,破岩的主要形式是卸载及射流冲击所产生的拉伸破坏,并呈“阶跃式”发展.数值计算与相关试验结果基本吻合,表明该分析方法是可行的,可用来指导高压水射流破岩理论的进一步研究及应用.

双壁钢吊箱围堰的仿真计算及施工关键技术

介绍武汉天兴洲公铁两用长江大桥北汊公路桥深水承台施工所采用的钢吊箱围堰的结构形式,采用结构仿真分析软件MSC-PATRAN对其进行仿真计算。最后介绍钢吊箱围堰施工的几项关键技术,包括悬吊系统的设计、钢吊箱的下沉与定位、封底混凝土的浇注和体系转换。

地下连续墙施工中的两个问题

作为建筑结构的重要组成部分，地下连续墙的混凝土浇捣方法不当会影响混凝土质量，墙幅接头处理不好会使接头处产生渗漏，影响结构的正常使用。

浙江沿海软土地基深基坑支护新技术应用和发展

浙江沿海大多为典型的深厚淤泥质软弱土地基。随着城市建设的发展,地下空间开发和利用得到快速发展,地下空间建造规模越来越大,基坑工程设计和施工面临"越挖越深、越挖越大、周边环境越挖越复杂"的发展趋势,在这超深超大基坑工程的背后,离不开基坑支护新技术的应用和发展。归纳列举了近年来浙江沿海软土地基设计建造的3～5层地下室的典型案例;介绍了地下连续墙"二墙合一"、超深止水帷幕防渗墙、地下障碍物处理、新型锚杆(锚索)、深层承压水处理、"逆作法"等基坑支护新技术的应用和最新进展。

射水法造墙技术在晋江防洪堤工程中的应用

射水法造墙技术是建造地下混凝土连续墙的一种新的施工工艺,文中结合福建晋江防洪堤工程的实践,简要介绍了射水法造墙施工工艺。该工艺具有易操作、造价低、成墙快、防渗效果好等特点。

堤堰坝防渗加固处理高压旋喷超深桩连续墙的设计与施工技术

对堤堰坝防渗加固采用高喷超深桩连续墙的设计与施工技术进行了探讨，着重分析了影响超深桩施工质量的主要因素以及处理措施。

射水法建造塑性砼防渗墙技术在工程中的应用

介绍了塑性砼防渗墙的施工步骤及技术特性,对射水法造墙技术的技术要点进行了总结和阐述。

后压浆灌注桩止水功能的工法创新应用与成败分析

以工法改进为探索,以工程实例为依托,在后压浆钻孔灌注桩工法基础上,结合土层具体情况对压浆管和压浆过程作设计改进,通过解决压浆管的设置与注浆等问题,将压浆的主要作用集中于防止地下水的渗透,并在同一场地先后实施了两项工程,在取得了基本成功的结果下也暴露出该工法的某些问题,值得工程界进一步改进与完善。

磨料水射流冲击孔隙岩体的SPH模拟研究

针对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态过程,依据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,将含磨料颗粒的水射流和具有孔隙的岩体离散为一系列的粒子,分别引入NULL型和H-J-C型本构关系描述磨料水射流和岩体的力学特性,建立了磨料水射流冲击孔隙岩体模型,通过模拟射流冲击岩体问题,并与已有研究结果进行对比验证了所建模型的有效性,在此基础上,着重对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态破损过程进行模拟研究,分析了岩体的孔隙特性和射流参数对岩体破损效果的影响。计算结果表明,孔隙的尺寸和分布情况会影响岩体破损坑的形状,孔隙度对岩体的破损程度影响较大,其他因素对岩体的破损效果具有不同程度的影响。研究结果可为工程中提高射流破岩效率提供理论依据。