泥浆管道输送试验装置设计与试验

为研究流体管道输送的加气助推机理,设计了泥浆管道输送试验装置.通过旋转射流加气喷嘴向输送管道加入压缩空气,延长泥浆排送距离.该装置可以进行加气与中间接力泵2种助推方式的试验研究,通过试验比较2种助推方式的特点及适用范围.试验证明,试验装置设计合理,可以用来模拟泥浆管道输送的各种工况.     

浆体输送管道的管径优化设计

分析了浆体的物理特性和输送装置特性,应用非线性优化方法,在已知泵的配置、输送浓度与管材的条件下,以输送每立方米土所用费用单价的最小值作为目标函数,以浆体的悬浮性和整个浆体输送系统的工作点等作为主要约束条件,建立了浆体输送管道的管径优化数学模型。费用单价为年费用与年输送量的比率,年费用着重考虑了与管道直径密切相关的管道材料年折算费用和年泵站运行费用。数值计算得到的最优管径为0.8957m,管内流量为3.134m3/s,管道的最终厚度为2.6×10-3m。与多方案优选法管径计算结果0.9m相比,所述方法的计算结果准确,计算量小。     

疏浚管道加气输送阻力特性研究

针对绞吸式挖泥船在输送泥浆过程中遇到阻力大,易堵管,能耗高等问题,分析了加气助送的可行性,在不同管道参数、泥浆参数、流量参数的条件下,采用分层流动模型和段塞流动模型对其进行了计算.结果表明在分层流动状态下,输入一定流量的气体会减小管道的阻力,在段塞流动状态下,输入气体会增大管道的阻力.     

掺入泵送剂全尾砂膏体流变特性研究

以新疆某铜矿全尾砂为主要原料,研究了泵送剂掺量、质量分数和废石添加量对膏体流变特性的影响.试验结果表明：泵送剂掺量控制在2%左右便可达到最佳流变效果;屈服应力和塑性粘度与膏体质量分数间分别成指数和二次函数关系;随着废石添加量增多,屈服应力呈单调递减趋势,塑性粘度则无明显变化规律.以恒减速速率模拟浆体在管道中输送过程,发现膏体在流入采空区后仍能保持初始流变性能,说明泵送剂适用于该矿山膏体充填.     

桥梁工程后张法预应力梁管道压浆材料的研究与应用

通过对后张法预应力梁管道施工具体情况进行分析,最先应从三个方面入手,它们分别是压浆材料工作性能试验、原材料的制备与选取、压浆材料强度试验,将后张法预应力梁管道压浆材料的制备方式进行详细的分析及阐明,在此之后,以三岔河大桥工程实践应用案例,阐述了后张发法预应力梁管道压浆技术在工程中重要意义。     

喷射混凝土技术性能研究

喷射混凝土是借助机械,利用压缩空气或其他动力,将一定比例配合的拌和料通过管道输送并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。随着城市建设以及材料工业的快速发展,其应用范围越来越广,喷射混凝土广泛应用于隧道涵洞、围护结构、矿井坑道、市政开挖、工业及民用建筑工程中。     

剥芯检测预应力管道压浆密实度方法研究

目前控制桥梁预应力管道压浆质量的方法主要为优化浆液材料配比、提升压浆工艺等,但未有精确量化的检测手段以检测水泥浆在管道内凝固后的密实度(去除管道内空气或自由水的水泥浆体积百分比)。通过工程实例介绍一种剥芯实测预应力管道内压浆密实度的方法,检测结果以体积百分比的形式直观展示管道内压浆密实度,可更准确地验证压浆方案的可行性,相关试验可作为新建桥梁压浆工艺的型式试验。     

喷射混凝土技术性能研究

喷射混凝土是借助机械，利用压缩空气或其他动力，将一定比例配合的拌和料通过管道输送并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。随着城市建设以及材料工业的快速发展，其应用范围越来越广，喷射混凝土广泛应用于隧道涵洞、围护结构、矿井坑道、市政开挖、工业及民用建筑工程中。     

不同性质黏性土对泥浆渣土输送能力影响研究

依托泥水盾构机排浆工序原理,设计了一种测量泥浆渣土输送能力的试验装置,以泥浆管道流量作为评价泥浆渣土输送能力的指标,对泥浆中不同类型黏性土的含量、输送距离和泥浆性能对泥浆渣土输送能力的影响进行研究.研究结果表明:泥浆的渣土输送能力随着黏性土含量、输送距离、泥浆黏度和比重的增大而减弱,并且相同材料配比下,黏土泥浆的输送能...     

悬索管道桥抗风性能风洞试验研究

悬索管道桥是一种经济、便捷且受力性能较好的油气运输管道工程跨越方式,但是其结构形式对于风荷载尤为敏感。通过风洞试验研究了两种悬索管道桥双管断面在不同管道间距、不同管道直径、不同篦子板透孔率、不同风攻角等条件下的静三分力系数。研究结果表明:管道布置位置、管道直径、篦子板透风率对静三分力系数影响非常明显;双管道断面气动特性存在明显的双管气动干扰和桁架气动干扰效应。     

垮塌区Navier-Stokes幂律型浆体的有效扩散范围

为了研究注浆过程水泥浆体在破碎岩体中的扩散范围和压力分布状态，以Navier-Stokes方程为理论基础，在COMSOL平台上建立单裂隙模型，模拟浆体在不规则的单一裂隙面上的流动特征. 在此基础上，建立破碎岩体的平面裂隙模型，同时设置不同的贯通系数，模拟浆体在破碎岩体中的扩散规律. 研究结果表明:当模型中裂隙贯通系数较低时（0.1～0.5），浆体有效扩散范围较小，约为1.5～4.1 m，扩散范围随着压差的增加呈非线性的增加，但是增加率快速降低接近0；当模型中裂隙贯通系数较大时（0.5～1.0），浆体的有效扩散范围显著增加，约为4.1～6.2 m，随着压差的增加也呈非线性增加，增加率呈降低的趋势；当模型中裂隙贯通系数为1.0时，即破碎的岩体中裂隙面全部连通状态，浆体扩散距离随着压差的增加近似呈线性增加，最大扩散距离约为6.2 m. 同时在注浆孔外围6 m处取芯结果能明显观察到浆体固结的破碎岩块，这与模型计算结果一致.      

中俄原油管道地基土冻融及热学性质试验研究

中俄原油管道是我国能源战略通道之一,管道穿越大兴安岭多年冻土区,工程地质条件十分复杂,尤其是在伊勒呼里山附近,冻胀和融沉严重影响了管道的正常运营. 为了研究伊勒呼里山附近多年冻土的冻融性质与热学性质,对该区段内的冻土进行冻胀、融沉及导热系数试验,并对试验数据进行回归分析与影响因素分析. 研究结果表明:细粒土塑性指数小于10时,冻胀率不一定随初始含水量的增加而增加,在研究区域内进行管道垫层施工或挖填材料选择时应选用砂砾或碎石,并做好防排水措施;融沉系数随含水量的增加而增大,随干密度的增加而减小,其中粉土对融沉作用十分敏感,不适合作为管道地基,而细砾才是最佳的冻土地基;导热系数分别随总含水量和干密度的增大而增大,其中粗粒土的导热系数大于细粒土,而冻土的导热系数则比融土的高;当含水量小于10%时,融土的导热系数则高于冻土. 不同试验方法所得的结果也具有显著的差异,粗粒土扰动样的导热系数宜采用热流计法测量,细粒土扰动样的导热系数宜采用热线法测量,而原状样的导热系数宜采用比较法测量.      

水泥填料对沥青混凝土路用性能的影响研究

尝试采用不同的胶浆填料可以找到改善沥青混合料路用性能的方法,对水泥替代矿粉的胶浆性能采用流变学方法进行研究,并进行混合料的路用性能试验,结果表明,添加水泥作为填料可以提高胶浆的抗车辙因子,提高混合料的动稳定度,改善沥青混合料的高温性能。     

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。      

Numerical procedure for static and dynamic analysis of fluid-conveying submarine pipeline span on linear elastic seabed

Based on the Hamilton principle, dynamic differential equation of the submarine pipeline span, under the interaction of internal flow and external environmental loads, is established. A constraint-equivalent method is used to deal with the boundary conditions of pipeline span on the linear elastic seabed. Effects of the internal flow velocity and seabed stiffness on the pipeline’s lateral deformation and bending stress are studied by the static analysis, while the preliminary relationships between the internal flow velocity and the foundation stiffness to the natural frequency of pipeline span are investigated by the dynamic analysis. It is found that the lateral deformation increases with the increment of internal flow velocity, but decreases with the increment of seabed stiffness. The bending stress at the ends of span increases with the increment of internal fluid velocity and the seabed stiffness, however the stress at the middle of the span shows the converse tendency. Moreover, increasing the seabed stiffness or decreasing the internal flow velocity can lead to higher natural frequency. The dynamics response of midpoint of span at different foundations and internal fluid velocities are also given in this paper.     

基于FBG的沥青混合料横向流动变形评价

为了分析沥青混合料横向流动变形, 进行了沥青混合料的车辙试验, 利用布设于沥青混合料板表面的光纤布拉格光栅传感器, 研究了沥青混合料表面的横向应变规律; 以最大应变和蠕变稳定阶段横向应变速率绝对值为评价指标, 分析了沥青混合料横向流动变形。分析结果表明: 横向流动变形随沥青混合料的最大应变和横向应变速率绝对值的减小而降低; 横向流动变形在循环轮载作用下不断发展, 测试点距离轮载愈近其流动变形愈剧烈; 当胶粉掺量分别为0、15%、18%时, 距离轮载63 mm的测试点横向应变速率分别为6.8×10-6、4.0×10-7、6.4×10-6 min-1, 因此, 掺15%胶粉的沥青混合料具有较大的抵抗高温横向流动变形的能力; 对于15%胶粉掺量的沥青混合料, 当其集料级配分别为AC-13粗级配和AC-13细级配时, 距离轮载28 mm的测试点横向应变速率分别为6.0×10-7、7.7×10-6 min-1, 因此, AC-13粗级配沥青混合料高温抗横向流动变形能力优于AC-13细级配; 胶粉改性沥青混合料最大应变为1.96×10-4, 而胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料最大应变只有1.22×10-4, 说明在高温情况下, 胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料整体结构强度较大, 能够承受来自轮载的直接作用而不向轮迹两边产生横向推移致使发生较大的横向流动变形。基于光纤布拉格光栅横向应变的沥青混合料横向流动变形评价能较好地说明不同材料和级配对沥青路面产生侧向流动变形规律的影响。      

新拌流态水泥粉煤灰浆稠度特性分析

通过水泥砂浆沉入度试验,对水泥粉煤灰浆稠度特性进行研究,分析用水量、外加剂等参数对水泥粉煤灰浆稠度的影响规律以及混合料凝结时间随水泥剂量的变化规律。建立宾汉姆模型,研究水泥粉煤灰浆体的流变特性,并提出了新拌流态水泥粉煤灰浆体的对数形式流变方程。     

水泥稳定废砖集料的强度特性研究

将废砖集料按0、30%、60%和100%的比例替代天然碎石配制4种水泥稳定废砖混合料级配,并按4%和5%水泥剂量拌和成型试件,测试水泥稳定废砖的击实特性、抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量。结果表明：CBA存在大量的孔隙与微裂缝,导致其强度低、吸水率大;由于CBA的密度小、吸水率大,导致水泥稳定废砖的最大干密度随着CBA含量的增加而增大,最佳含水量则逐渐减小;当水泥剂量相同时,各龄期水泥稳定废砖的无侧限抗压强度和回弹模量均随CBA含量的增加而降低,劈裂强度则随CBA含量的增加而增加;水泥稳定废砖的抗压回弹模量与无侧限抗压强度存在良好的线性关系。     

沿海地区软土路基处理方案研究

为解决辽宁沿海产业地区及周围地区软土路基处理问题,提出了路基开槽填筑灰土山皮石和底层戗灰+山皮石填筑这两种处理方案加固软土路基土,该处理方法能保证路基的长期稳定性和耐久性.     

基于断裂能的沥青路面应力吸收层抗裂性能试验研究

半刚性基层与沥青面层之间铺设应力吸收层是有效解决沥青路面反射裂缝方法之一。通过三点弯曲试验,对比分析SBR(Styrene Butadiene Rubber)改性乳化沥青碎石封层、纤维增强乳化沥青碎石封层、乳化沥青稀浆封层、橡胶沥青碎石封层、纤维橡胶沥青碎石封层等路面封层的复合断裂能、最大弯曲力与最大挠度。试验结果表明:复合断裂能最大的是纤维橡胶沥青碎石封层,其次依次是纤维增强乳化沥青碎石封层、乳化沥青稀浆封层、橡胶沥青碎石封层、SBR改性乳化沥青碎石封层。