钎杆对岩体有效作用力试验研究

钎杆是高频破碎锤工作时作业环境最恶劣、受力情况最复杂的关键构件。为探究钎杆对岩体的有效作用力及其变化规律,从而确定最佳工作频率,本文基于高频破碎锤凿击模型试验,得出了钎杆的凿入深度及微应变随时间的变化情况,并基于此分析了凿入深度和微应变随时间的变化规律,推导了有效作用力的计算公式。研究结果表明：钎杆凿入岩体时的微应变与时间呈周期相同但幅度不同的振动曲线关系,其中峰值最大的振动为有效作用;钎杆的凿入深度和有效作用力均随凿击时间呈非线性正增长趋势,但不随挡位的增加呈线性增长;从钎杆的工作效率和磨损情况看,3挡均为最佳工作挡位,其对应的工作频率即为最佳工作频率。     

高频振动冲击作用下礁石损伤演化规律研究

破碎锤破岩法作为一种生态环保的清礁方法，在工程建设及航道整治开挖中得到越来越广泛的使用，但关于高频振动冲击作用下礁石损伤演化规律研究较少，破碎锤冲击参数对礁石损伤破碎的影响研究不足。基于水下破碎锤清礁现场试验数据，建立破碎锤冲击下岩体损伤数值计算模型，探究不同参数下的破碎锤破礁规律，并运用极差分析法分析破碎锤破礁的主控因素。结果表明：随着工作油压的增大，礁石破碎参数非线性增加，破碎体积线性增加；随着冲击频率的增大，礁石破碎参数值先增加后保持不变；随着礁石强度增加，礁石破碎参数值均减小；工作油压是破碎锤破礁效率的主控因素，其次是冲击频率，最后是礁石强度。     

高频破碎锤水下破礁特性的现场试验研究*

为研究长江航道环境敏感区生态清礁技术，通过开展高频破碎锤水下清礁现场试验，研究高频破碎锤水下清礁特性，优化破礁参数。试验结果表明：高频破碎锤锤击过程中钎杆嵌入礁石的速度随钎杆和礁石接触面的增大而逐渐降低。钎杆嵌入深度随锤击时间的增大依次经历陡增、缓增及恒定3个阶段，依次对应高频破碎锤的高效破岩、低效破岩和无效破岩阶段。高频破碎锤水下清礁的单次最优锤击时间为20 s，最优锤击间距为0.3 m。研究成果对丰富环境敏感区水下生态清礁技术具有重要的参考价值。     

基于ABAQUS仿真的水下液压破碎锤凿岩施工参数设计

针对液压破碎锤水下凿岩施工无法可视化、施工参数难确定的问题，采用ABAQUS仿真平台进行水下液压破碎锤凿岩模拟，对凿岩施工参数设计进行理论研究。不同型号破碎锤的冲击能大小对凿岩速度的影响很大，为获得理想的施工效率，需根据岩石参数选择破碎锤型号。研究发现3个自由面条件下凿岩产生2个方向的劈裂效果，随着凿岩布孔间距少量增大，凿入深度变化不大，但劈裂效果产生的深度变化较大。对于航道疏浚平整度要求高的情况下，选择凿入深度和产生劈裂效果深度相当的布孔参数，施工效率和施工质量均能达到理想的效果。     

基于离散元的铣挖破礁施工参数研究

为解决生态清礁的迫切需求，铣挖法作为机械开挖岩石的方法被用于水下清礁。本文根据铣挖清礁的现场试验资料，基于离散元3DEC模拟铣挖清礁的过程，研究不同施工参数(输出扭矩、工作压力、吃刀深度、摆臂速度)的破礁规律。模拟结果表明：输出扭矩和工作压力对铣挖头的运转情况影响显著，过大的工作压力导致铣挖头出现卡刀现象；铣挖头卡刀会增加截割阻力影响截齿寿命；铣挖头正常运行的比能耗随工作压力的增大而减小。摆臂铣削的截割阻力和铣挖效率均随吃刀深度和摆臂速度增大而增大；比能耗随吃刀深度的增大而减小，与摆臂速度呈指数减小的趋势。研究成果对铣挖破礁实际施工具有重要参考意义。     

霍尔锚与斯贝克锚在黏土中的落锚深度模型试验

为更好地分析船舶应急抛锚贯入深度,结合实际河床的工程地质资料,开展模型试验研究。试验共进行22组,分别考虑霍尔锚、斯贝克锚在黏土中的贯入深度,并分析土体强度、抛锚速度、水平速度等影响因素。试验结果表明:锚的贯入深度随贯入速度的增加而增加、随土体强度的增大而减小;在相同贯入速度和土体强度条件下,霍尔锚的贯入深度大于斯贝克锚的贯入深度;抛锚初始水平速度会使锚在水平方向上移动一定的距离,但对锚的竖直贯入深度影响较小。根据试验结果拟合了可用于本工程条件下霍尔锚和斯贝克锚贯入深度与锚的总能量间的经验公式。通过对比,计算结果与试验结果吻合度较好。     

TCS岩土导热系数测试与分析

文中利用TCS热导率扫描仪对青海省某地三个钻孔岩土样进行室内导热系数测试,分析各地层岩土导热系数受岩体岩性、岩层深度等因素的影响。结果表明：地层岩土体导热系数随深度增加呈增大趋势,同一地层岩土体导热系数随深度增加而增大;对于不同地层岩土体,结构越致密、颗粒越大、颗粒间的连结力越强、岩体强度越高的地层岩土体导热系数也越大。     

二维楔形体砰击载荷研究

利用Fluent软件研究二维楔形体结构的砰击问题,考虑外部大气压重力以及网格影响等因素,建立二维有限元模型,对不同斜升角的楔形体结构以不同的速度进行等速入水的情况进行计算。研究发现,最大砰击压力随着楔形体斜升角的增大而减小,随砰击速度的增大而增大。     

岸礁地形上波浪增水和传递波的数值模拟研究

利用完全非线性Boussinesq方程数值模型FUNWAVE-TVD,对珊瑚岸礁地形上波浪的传播变形进行了数值模拟。通过Demirbilek物理模型试验,测试了FUNWAVE-TVD关于岸礁地形上波浪传播变形的计算性能,并分析了模拟结果(包括波高、增水和爬高)之于空间网格步长、底摩阻系数和破碎阈值的敏感性。通过系列组次的数值模型试验,研究了岸礁地形上礁坪长度和礁后岸坡坡度对波浪增水、传递波波高和爬高的影响。结果显示:礁坪长度和礁后岸坡坡度的变化对礁坪增水的影响小;一定范围内,传递波高随礁坪长度的减小和岸坡坡度的增大而增大;爬高随礁坪长度的减小而增大,随岸坡坡度的增大先增大后减小。相关结果对礁顶工程建设具有一定的参考价值。     

湛江深厚老黏土地区钢管桩沉桩规律

对湛江老黏土地基5个工程钢管桩施工进行总结,得出以下结论:老黏土地区持力层宜选择50击的中粗砂层或者40击以上黏土层,此时基桩承载力恢复系数为1.26~1.40,比一般黏性土高;打桩锤宜选择D128、D138柴油锤,二档档位终锤贯入度宜为2~5 mm击,三档档位终锤贯入度为6~10 mm击,能量传递系数为28.5%~47.6%;当持力层和桩锤符合上述情况时,直径在1 000~1 400 mm的钢管桩总锤击数小于2 500的占统计83.8%,打桩效率最高。