铁路桥梁钻孔桩泥浆黏度及流变特性研究

通过试验研究了铁路桥梁钻孔护壁泥浆的黏度及流变特性.结果表明,泥浆的黏度随密度的增加呈增加趋势;500 mL马氏漏斗黏度和946 mL马氏漏斗黏度与塑性黏度和屈服值之间均呈线性相关关系;黏土泥浆的流变特性与密度有关,密度为1.15g/cm3以上的黏土泥浆属于带屈服值的假塑型流体,密度为1.10g/cm3的泥浆属于假塑型流体,密度为1.05g/cm3的泥浆则属于牛顿流体.膨润土泥浆系属于带屈服值的假塑型流体,而且屈服应力随着密度的增加而增加.     

断层破碎地层泥水盾构泥浆渗透试验研究

为解决泥水盾构在断层破碎地层施工所需泥浆的配制问题,依托长沙地铁6号线桐文区间穿越湘江段工程,采用室内试验研究方法,对断层破碎地层泥水盾构泥浆配比、泥浆渗透及泥浆与地层适应性进行系统研究,研究结果表明:泥浆在断层破碎地层渗透时,超静孔隙水压力和滤水量稳定所需时间以及稳定后数值随着泥浆黏度、比重增大而减小,随着泥浆滤失量降低而减小;基于泥浆与地层适应性分析结果,得到泥浆配比为水:黏土:膨润土:羧甲基纤维素:腐殖酸钠=720:131:73:3.6:1.8;得到泥浆特性值泥浆黏度为30～35 s,泥浆比重为1.133～1.145 g/cm~3,泥浆滤失量在13.5 mL以下;以NDSY-3型泥浆在断层破碎地层渗透试验为研究对象,利用荧光素对泥浆渗透路径进行研究,得出泥浆渗透模型。     

基于宾汉模式的桥梁桩基钻孔泥浆流变特性初步研究

通过试验及数值计算探讨了桥梁桩基钻孔泥浆不同黏度下的流变特性。结果表明,泥浆的黏度随密度的增加呈增加趋势;马氏黏度、有效黏度和有效黏度与泥浆密度的比值呈线性关系;泥浆属于宾汉流体,泥浆的流变特性与其密度有关,泥浆的黏度和静剪切力以及流变曲线的斜率均随着密度的增加而增加。     

砂卵石地层水泥盾构泥浆渗透试验分析

采用自制试验仪器,通过渗透试验研究泥浆对地层的适应性.试验表明,泥浆相对密度越大,泥膜质量越好,在相对密度达到1.08时,增大泥浆的黏度并不能有效减少泥浆的渗流量.泥膜的抗渗性与泥膜形成时的压差以及渗透时间密切相关,渗透成膜的压差越大,泥膜破坏需要的渗透压力也越大,而渗透时间长短决定泥膜凝胶强度的大小以及致密性.     

铁路桥梁钻孔泥浆携带出孔钻渣粒径分析

流变特性试验结果表明,铁路桥梁钻孔黏土泥浆和膨润土泥浆体系的流变特性可以采用宾汉模式来描述。分析表明,泥浆携带钻渣粒径与上升速度、泥浆的密度和黏度有关。在常规泥浆运动速度的条件下,取泥浆的塑性黏度为绝对黏度,研究泥浆的密度和黏度对携带钻渣粒径的影响,结果表明,相对于泥浆的密度,泥浆黏度对携带钻渣粒径大小的影响更明显。     

盾构隧道壁后注浆浆液时变性对围岩应力与变形的影响机理

为探究盾构隧道壁后注浆浆液在围岩内的渗透扩散行为,基于达西定律和流体力学,建立考虑与不考虑黏度时变性的浆液渗透扩散方程,并根据弹性力学原理,推导渗透压力作用下围岩的径向有效应力、切向有效应力和径向位移的计算方程;基于长沙地铁4号线盾构施工实测数据,借助Matlab软件对方程进行计算分析,提出壁后注浆对围岩的影响机理。结果表明：壁后注浆浆液在围岩中的扩散半径随注浆压力和注浆时间的增加而增大;当考虑浆液的黏度时变性时,浆液扩散半径会缩小,特别是在长注浆时间（40 min）情况下,浆液的扩散半径相对于不考虑黏度时变性时缩小34.9%;随着注浆压力的增大,渗透区土体的径向有效应力增大,切向有效应力减小,且随着围岩距隧道中心距离的增加,最终均趋于原位围岩有效应力;壁后注浆渗透压力使围岩产生的径向压缩变形量随注浆压力的增大而增大,当注浆压力为0.42 MPa时,围岩内部最大位移达7.81 mm。     

管幕钢顶管顶进施工力学效应分析

为研究管幕钢顶管顶进施工过程钢管产生的力学效应，建立顶管-泥浆-复合地层数值模型，分析钢顶管内力及泥浆界面受力特征。研究结果表明：顶管在顶入时主要受到泥浆正向压力和剪切作用，沿轴向顶管轴力尾部至前端逐渐减小，竖向顶管轴力下部略大于上部，从而形成微小转动弯矩致使尾部略微上浮；在同一横截面，顶管下部轴力大于上部轴力，轴向上顶管尾部轴力大于前端轴力，顶管顶入所需荷载随顶入长度增加而增大，增长曲线呈非线性，随顶入深度增大，增幅逐渐减少；受泥浆力学特性和地层围压影响，泥浆剪应力由顶管顶部至底部逐渐增大，顶管顶入距离越长，泥浆剪应力极值越小。     

高频荷载作用下无砟轨道裂纹内动水压特性试验

研究无砟轨道以裂纹为主要形式的伤损问题时,水对裂纹扩展有重要影响。为明确裂纹内部水压力的分布规律及压力大小的影响因素,浇筑带水平裂纹的无砟轨道试件,考虑万能伺服液压机疲劳加载与水耦合作用条件,采用高灵敏度传感器测量水压,试验研究了裂纹不同位置压力变化规律和加载频率、荷载幅值对水压力的影响。试验表明,裂纹内部水压力随荷载幅值而正负交替变化,随着裂纹深度的增加,水压力增大;当加载幅值不变时,水压力随加载频率增加而增大;当加载频率不变时,水压力随着荷载幅值的增加而增大,荷载幅值和频率的影响可拟合为一个多项式关系。     

平地横风环境动车组非定常气动特性的试验研究

在定常横风环境影响下,动车组在平地工况运行的稳定性、舒适性及安全性将会恶化。为了揭示其恶化的机理,开展动车组在平地工况伴随定常横风下运行的风洞试验,得到列车表面压力随时间变化的曲线后,再对列车受到的非定常气动载荷时域特性和频域特性进行分析。风洞测试结果表明：在相同风速和同一风向角下,平地动车组车体表面迎风侧1～8号测点和背风侧9～16号测点,其同侧各测点压力平均值在一定范围内波动,总体相差不大。当风向角为90°时,测点压力的幅值和最值随风速的增大而增大,其平均值与风洞来流风速的二次方成正比,即非定常气动压力振动剧烈,波动幅度明显增大。当合成风风速为60 m/s时,测点气动压力的平均值、最小值和最大值随风向角增大呈现先增大后减小的趋势,呈现正弦函数变化规律;当风向角增加到75°时,出现拐点,即最值点;车体表面两侧测点的幅值随风速的增大而增大,即非定常气动压力振动剧烈,振动幅度明显增大。而横风风速和风向角对非定常气动载荷的主振动频率带的影响不大;车体中部两侧测点的频率峰值均集中在0～18 Hz范围内,主振动频率均集中在0～4 Hz区间内,还明显存在频率为4～6 Hz,6～8 Hz和10～1...     

聚丙烯纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能试验研究

针对浇筑密度700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加6种长度(3,6,9,12,15,19 mm)、不同掺量的聚丙烯纤维,开展抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验,研究聚丙烯纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响。结果表明:当纤维长度为3,6,9,12 mm时,泡沫轻质混凝土的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度均随着纤维掺量的增加先增大后减小;当纤维长度为15,19 mm,掺量≤0.2%时,其抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度与基准值相比稍微增加,掺量0.2%时,各参数随着纤维掺量的增加而减小;纤维长度6 mm、掺量为0.6%时泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与抗折强度达到最大值。     

穿越湘江地层裂隙密集区域大直径泥水平衡盾构掘进参数控制

依托长沙市南湖路隧道工程,统计分析了大直径泥水盾构穿越地层裂隙密集带的掘进参数,并从理论方面分析参数变化的原因,最后对盾构穿越地层裂隙密集带掘进参数进行了控制。研究结果表明：地层裂隙密集带内裂隙的存在和不均匀分布导致岩体的整体性下降,强度降低,从而使得泥水盾构的总推力值和刀盘扭矩值降低;刀盘每转切深值参差不齐;泥水损失量比较大,裂隙密集区域内的泥浆损失量比正常区域内的大78％左右。在穿越地层裂隙密集区域时,盾构机应提高盾构总推力,防A：．2／盘每转切深的减小,从而使盾构机快速穿越裂隙带;增加泥水进浆量,弥补泥浆的损失,以保证掌子面的稳定性。这对今后泥水盾构越江穿越裂隙密集区域时掘进参数的控制有一定的指导意义。     

复杂城市环境泥水盾构泥浆绿色处理技术分析

泥水平衡盾构法修建隧道,在施工阶段会产生大量的废浆,如果废浆没有得到科学、妥善的处理,对环境的污染是无法估计的。本文以新建京张高铁清华园隧道工程为依托,结合在城市复杂繁华地区施工场地狭小、泥浆处理难度大等工程难题,对盾构掘进产生的废弃泥浆绿色处理技术进行了适应性研究,分析了综合处理之后泥浆循环利用的应用效果。泥水处理设备、压滤设备及离心设备相结合的泥浆综合处理技术,有效地实现了盾构施工"零排放",为今后类似施工条件的工程提供了技术参考。     

城市轨道交通盾构同步注浆国内外现状及发展

同步注浆工艺作为盾构施工中的重要环节,其注浆效果对盾构掘进中的沉降控制与及时包裹管片起到重要作用。针对壁后同步注浆的作用进行分析,系统总结同步注浆浆液类型与要求,对比分析3种常用浆液优缺点,结合工程实际需求探讨浆液需求及发展方向。统计国内已建35个地铁盾构施工案例,分析地铁施工采用盾构机类型及管片尺寸,简要分析盾构隧道同步注浆中的热点问题并展开讨论。研究结果表明:浆液种类需根据地层条件进行选取,国内盾构隧道施工过程同步注浆采用单液浆(惰性浆液、可硬性浆液)较多,盾构隧道施工同步注浆双液浆开始逐渐推广,国外盾构隧道施工同步注浆已逐渐向双液浆转变;壁后注浆准确探测与评价对于注浆效果的反馈与地层变形敏感地区至关重要,相关研究有待进一步加强;在含水量大于30%的地层、渗透性极高地层、软弱不均地层且周围近距离穿越建(构)筑物,对沉降控制要求较高的工程中,建议采用双液浆同步注浆施工或辅以克泥效特殊浆液进行施工。     

狮子洋隧道泥水盾构始发的风险控制

以广深港客运专线狮子洋隧道为例,简要地介绍了在本工程地质条件下的始发流程,从洞门密封、洞门破除、导轨和负环管片的安装、泥水压力的建立、切口水压的控制等几方面详细叙述了泥水盾构始发的风险控制技术,并着重指出始发三大风险点的具体预控措施。     

15m级泥水盾构企业定额研究

15m级泥水盾构施工具有高风险、高技术含量、高难度的特点,为了分析和确定相关工程的造价,对长江某重大越江隧道工程施工进行了历时2年的跟踪研究。此文在阐述企业定额调研阶段、准备阶段、测定阶段、分析阶段的工作思路、工作重点及测定方法的基础上,研究的主要内容包括管片预制、盾构主体车架的吊装、掉拆、盾构掘进等10余条企业定额。这些定额可为15m级泥水盾构隧道工程建设合理确定工程估算、概预算、招标控制价、工程决算等提供参考依据。经评审认定此项新技术达到国内领先水平。     

泥水盾构刀具磨损机理研究

泥水盾构刀具磨损受诸多因素的影响,文章在磨损基本理论的基础上,总结得出泥水盾构刀具的磨损类型及磨损过程的3个阶段,并用ABAQUS软件对磨损过程进行了模拟计算,计算分析了不同地层条件、刀具组合配置、刀具材料选择、刀具设计与制造工艺及掘进参数等对刀具磨损的影响。     

穿黄隧洞工程的盾构选型

介绍采用大型泥水盾构进行施工的穿黄隧洞工程,根据地质条件及工程特点,系统阐述盾构的选型及对策.     

快硬硫铝盐水泥单液浆性能研究及应用

以重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程岩溶高压富水段注浆堵水为工程实例,探讨快硬硫铝盐水泥单液浆的性能和在富水隧道注浆施工中的应用。通过研究,实现了科学、文明、高效、可控的帷幕注浆施工,可供类似工程参考。     

砾石破碎型泥水平衡顶管机的选型方法

结合西气东输黄河顶管的施工,通过工程地质要求、设备性能要求、泥水平衡方式、刀盘刀具等破碎技术的阐述,介绍超长距离、大深度、大口径、高精度、砾石破碎型泥水平衡顶管机的选型方法.黄河顶管工程的成功穿越,充分证明砾石破碎型泥水平衡顶管机的选型是成功的,取得了预期的社会经济效益.     

大直径泥水平衡盾构在南京越江隧道工程施工中的关键技术综述

由于存在地下水丰富和地质条件复杂等诸多不利条件,目前越江隧道建设仍面临着诸多困难及施工难题。南京长江隧道克服了诸多难题,成功贯通并投入运营,在建设过程形成了一套可靠高效的越江隧道施工技术体系。以南京长江隧道工程为例,针对该工程大、高、强、薄、长、险的特点,从盾构冷冻始发、超浅覆土掘进、大堤穿越和带压开舱换刀等方面,对大型泥水平衡盾构在其施工中的关键技术进行了系统分析和总结。该技术体系对大直径泥水平衡盾构的推广及应用有借鉴意义。