高频破碎锤清礁的凿入规律研究

高频破碎锤是一种符合生态航道整治要求的新型除礁技术。为探究高频破碎锤清礁的凿入规律,通过高频破碎锤凿击模型试验,以凿入深度为衡量破岩效率的主要参数,研究钎杆凿入深度随时间变化的规律,分析不同岩体强度和不同工作档位对凿入深度的影响,在此基础上拟合不同工况下凿入深度分别与凿击时间和岩体强度的经验公式。研究结果表明：凿入深度随凿击时间呈非线性正增长关系,增长幅度随时间增大而减小;凿入深度随岩体强度增大而减小;凿入效率随工作档位变大而提高,其中3档为最佳工作档位。     

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。     

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。     

高频破碎锤阵列排布方式研究

水下炸礁是航道礁石整治主要整治方法,但在现有研究看来,水下炸礁无法满足生态环保的理念,亟需一套既能满足施工效率又能满足生态要求的破碎礁石的实验装置。本文通过理论分析、现场试验及数学模型验证,研究了高频破碎锤阵列排布方式,发现了两相邻破碎锤布置间距影响岩石破碎效果,破碎中心周边的临空面数量与破碎效率成正比;相同临空面数量下,破碎效率与最小抵抗线所在直线形成的角度无明显相关性,但夹角为60°工况钎杆在破碎深度更大的情况下消耗了更少的能量。本文优化了高频破碎锤阵列布置方式,并提出了现场施工方法,为生态航道建设提供一定理论依据。     

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。     

浅谈高频破碎锤清除水下礁石在航道整治工程中的应用

结合航道清礁工程案例,对渔业保护区等作业条件下水下礁石破除难题展开了分析,提出采用高频破碎锤施工技术整治航道礁石。结合工程施工条件编制科学施工方案,明确工艺流程和相关技术参数,从设备准备、测量定位、水下作业等方面把握高频破碎锤操作要点,能够成功将施工区全部礁石破除,确认不存在浅点,因此提出的技术方案可供同类工程参考。     

锤击破礁施工技术在闽江干流航道整治工程中的应用论证分析

闽江航道礁石受到沿线居民较密集及水资源保护等多重因素影响,无法采取爆破施工技术,高频风压破碎施工技术受到礁石硬度大、闽江航道比降大、水深因潮汐影响变化较快和流速大等自然条件制约,施工效率较低,效果不明显。在闽江航道整治工程中,礁石破碎施工采取"RTK"无验潮潮位控制新技术以及多波束测量和分层定深破礁开挖等技术。本文从潮汐数据、动态分层定深、测量成果等方面入手,特别是对高频风压破碎施工技术测量数据与抓斗船配备重锤锤击施工测量数据进行了对比分析,对内河礁石锤击破碎施工等方面的施工技术及管理措施进行了对比分析论证。     

一种水下破碎礁石施工技术

在水运工程建设中,常遇到毗邻建筑物的礁石需要清除,针对水下爆破、凿岩棒及冲击破碎锤工艺有损毗邻建筑物的安全问题,基于陆上液压劈裂机原理,研发了适用水下礁石破裂的液压柱,结合钻机船等设备形成一种水下液压柱破碎礁石的施工技术.通过在西江航运干线贵港至梧州3000吨级航道等工程的应用,既完成了水下礁石破碎清除,又完整保护了建...     

长江重庆航道工程局组织开展冲击破碎环保清礁试验

近日,长江重庆航道工程局组织"长鹰7"挖泥船,在长江上游庙角碛工地开展了陆上和水下冲击破碎环保清礁试验。这是该局探索、研究非爆式清礁施工工艺,推进高频破碎清礁技术课题攻关从理论研究到实践迈出的关键性一步。     

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。     

真空预压地基土体沉降及强度增长特征

结合目前对真空预压的理论认识和工程实践,对某工程真空预压地基土体的孔隙水压力消散、沉降、物性参数、强度参数的变化特征进行分析。结果表明:孔隙负压消散量受土体扰动及沉降导致的排水板弯折和淤堵的影响较大,可能导致其不简单地随深度增大而减小;计算吹填土的沉降量时,经验系数可取大些,下部原位土体的沉降经验系数可适当取小些;加固后的土体物性参数及强度参数明显变好,且在排水板底深度以下仍有强度增长。结合监测数据的分析结果,对真空预压的有效深度和加固效果进行讨论。结果表明:土体的有效加固深度受真空负压和土体排水阻力的综合影响;在排水板深度范围内的土体加固效果明显,而该深度以下的加固效果则随深度增大逐渐降低并最终趋于无。     

CCS-B船用钢的动态力学性能探究

采用分离式Hopkinson压杆实验设备,对CCS-B船用钢试件进行了3种不同冲击压力作用下的冲击试验,通过自编程序,得到入射波、反射波和透射波的起点,由三波法计算得到了不同应变率下材料的动态力学性能曲线。通过与材料的静态力学比较分析,表明CCS-B船用钢在中高速冲击载荷作用下,其屈服强度具有应变率敏感性;比较了不同冲击速度下材料的动态力学性能,结果表明材料力学性能与高应变率具有相关性,即材料的屈服强度随应变率的增加而增大。     

Cu基钎料润湿铺展非等温温度场的数值模拟

采用Ansys软件对定点TIG氩弧加热条件下Cu基钎料润湿铺展非等温温度场进行分析和研究,得出不同的燃弧参数(燃弧电流、燃弧时间)和加钎料与否对镀锌板温度场的影响.研究结果表明定点TIG氩弧加热时,特征等温线(钎料熔点温度和Zn蒸发温度)的宽度、深度均随燃弧电流的增加而增加;钎料的最高温度随燃弧时间的增加而出现先降后升的变化;钎料作为能量转换体,可有效降低电弧加热区域内镀锌板的温度,使镀锌层破坏较少.     

Cu基钎料润湿铺展非等温温度场的数值模拟

采用Ansys软件对定点TIG氩弧加热条件下Cu基钎料润湿铺展非等温温度场进行分析和研究，得出不同的燃弧参数(燃弧电流、燃弧时间)和加钎料与否对镀锌板温度场的影响。研究结果表明：定点TIG氩弧加热时，特征等温线(钎料熔点温度和Zn蒸发温度)的宽度、深度均随燃弧电流的增加而增加；钎料的最高温度随燃弧时间的增加而出现先降后升的变化；钎料作为能量转换体，可有效降低电弧加热区域内镀锌板的温度，使镀锌层破坏较少。     

航道清礁对西江鱼类保护区紊流体的影响

河底裸露的礁石增加水体紊动,有助于鱼卵正常形成,大量存在礁石的河段往往是鱼类栖息和产卵的重要场所。礁石也存在碍航的可能,航道清礁一定程度上影响水体紊动强度,改变鱼类栖息环境。为此,在重要鱼类栖息河段进行航道清礁需充分论证。以紊动动能作为评价水体紊动强度指标,开展西江中游珍稀鱼类保护区河段三维紊流数值模拟,计算并统计航道清礁工程前后水体紊动动能及不同强度的紊流水体体积,分析其变化规律及原因。研究结果表明,断面中紊动动能强度与水深成正相关关系;清礁工程导致河段中弱紊动动能的紊流水体体积增加,强紊动动能的紊流体积减小;底层水体紊动动能的变化量高于表层;强紊动动能水体体积减少的变化率大于弱紊动动能水体体积增加的变化率。     

超高硬度礁石水下凿岩除礁施工技术

在爆破工艺受限的除礁工程中,抗压强度达70 MPa以上礁石无法清除。针对这一问题,进行了多种疏浚设备和施工参数改进的试验研究。采用钻孔-布钢锭-凿岩-抓斗相结合的施工方法,成功清除了该抗压强度的礁石。     

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。     

基于ALE方法的平底结构入水冲击动力特性研究

结构冲击入水作为一种典型的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域,特别是作为海洋平台简化模型的平底结构有着重要的工程应用背景和学术研究价值。本文采用ALE算法对二维弹性平底结构等速冲击入水过程进行数值模拟和分析,分别采用Lagrange单元和Euler单元来表征结构和流体,并通过耦合算法实现对流固耦合过程的模拟,分别讨论不同质量、刚度及入水速度情况下空气垫现象对结构底部压力的影响。计算结果表明,平底结构入水冲击过程中,底部边缘处压力最先达到峰值,随后沿宽度方向向中心依次出现压力峰值,且结构等速冲击入水后的运动为自由振动。冲击压力的峰值随结构质量及刚度的增大而增大,同时冲击压力峰值与速度呈线性关系,随速度的增大而增大,底部斜升角对冲击压力峰值的影响十分显著。通过上述研究为工程应用中的结构强度设计提供重要依据。