基于旋挖桩随钻参数的地层识别方法

旋挖钻机钻进参数是在钻进过程中分析钻进情况的基础数据。地层结构的变化必然使钻进参数发生变化,进而使旋挖钻机显示出与不同埋置深度地层相适应的动态特征。采用旋挖钻机随钻检测与控制系统,对钻进过程中的直测参数和派生参数进行采样和分析,根据钻机工作参数和地层岩土体物理力学参数的固有特性、统计特性、结构特性,建立单一指标到多指标的地层识别模型,把地质条件和钻机的工况参数联系起来,利用钻机的转速、扭矩、钻进压力预估岩石抗压强度和土质地基承载力,并与一桩一孔勘察结果进行对比,证明基于随钻参数的持力层判定方法的有效性。

利用旋挖机实时钻进参数判定持力层的方法

旋挖钻机作为当前嵌岩桩成孔的一种重要的快捷施工方式,优势显著。其钻进过程中在线监控系统实时监测的随钻参数不仅仅可作为施工操作的主要依据,还可为嵌岩桩持力层的判定提供基础性数据。鉴于施工场地赋存环境的复杂性,钻进中必然导致钻进率、钻杆钻速、给进力、动力头扭矩等随钻参数的时空演化。根据采集的随钻参数数据库及理论分析,建立随钻参数随钻进深度的变化曲线,结果表明单因素变化曲线不能准确识别持力层。在此基础上,进一步提出基于多因素协同控制的持力层判定方法,建立岩体荷载强度模型进行基于随钻参数综合指标的持力层判定。采用该模型分析旋挖钻进过程中持力层岩体的强度和承载力,与地质勘测中的岩体强度测试结果对比,所判定的持力层特征符合实际。由此可见,基于随钻参数的持力层判定方法进行钻进过程中的岩层特性确定及持力层判定是可行的,可用于不同赋存环境下钻进过程中的持力层辨识。

复合地层盘形双滚刀的破岩过程分析

复杂环境中的隧道施工常遇到软硬不均或岩性变化大的复合地层,TBM的掘进施工优势凸显.但工程应用显示两类地层的岩土力学、地质特征等显著差异,复合地层的TBM隧道掘进与均质地层的破岩过程不同.为了提高复合地层TBM盘形滚刀的破岩效率,建立考虑裂隙网络扩展过程的双滚刀破岩三维离散元模型,模拟软硬不均复合地层中不同节理间距、节理倾角以及围压下的滚刀破岩过程,探讨对应的最优滚刀间距.其结果表明：节理对复合地层滚刀破岩是有利的,节理间距越小,岩体越破碎,破岩荷载越小,功耗也越小,破岩效率高;且节理倾向于软岩时,由于节理面的阻隔作用导致破碎区沿着节理界面延伸而无法贯通到临近岩层,软岩更易充分破坏;围压越大,则破岩荷载越大,功耗越大,则破岩效率相对较低.可见,复合地层的破岩过程中地层岩性及赋存环境的主导作用相对明显,进一步反映了复合地层不同于均质地层的滚刀破岩特征,这对深入研究复合地层TBM双滚刀破坏机理、滚刀优化设计及提高破岩效率具有重要的工程价值.

核安全级水工廊道-桩-土体系地震响应分析

核安全级水工廊道纵横尺寸差异显著,沿线地质环境复杂,只有场地强化才能实现有效抗震,抗震性能好的桩基础成为场地加固的首选。以台山核电站水工廊道为研究对象,基于Lamb问题验证等效粘弹性边界实施的适用性及厚度选择的合理性,通过自由场的对比分析阐明该边界模型的可行性。建立水工廊道-桩-土体系三维数值模型,分析不同场地的结构体系地震动响应,可知场地介质越软,地震作用下的廊道相对位移、绝对加速度及峰值应力越大,廊道顶部变形将不一致而形成拉裂缝;另外桩基加固场地的结构体系地震响应表明:纵向桩间距对体系地震响应最大,桩径次之,横向桩间距的影响最小,说明场地的有效强化需着重桩基础的参数优化。因此,合理可行的场地加固方案研究可为强地震条件下的核安全级构筑物评估提供技术支撑。