盾构泡沫改良砂性渣土渗透性及其受流塑性和水压力影响特征研究

为了保证富水砂性地层土压平衡盾构安全掘进,渣土不仅需有良好的流塑性,还需具备较强抗渗性以避免喷涌发生。结合坍落度试验和渗流试验,研究泡沫改良砂性渣土渗流特征及其受流塑性和水压力的影响规律。根据渣土流塑性、析水或析泡沫状态,将改良渣土分为欠改良、流塑性合适、流动性合适但析水、流动性过大(可能析泡沫)和流动性过大且析水等5种状态。通过长时间渗流试验表明,泡沫改良渣土一般经历初始渗流稳定期、快速发展期和缓慢发展期等3个时期。泡沫注入比增大会使渣土抗渗性增强,含水率适当增大也会增强抗渗性,但含水率过大反而会减弱抗渗性。欠改良的渣土初期渗透系数均大于工程要求值10-5 m·s-1,且没有初始渗流稳定期;流塑性合适和流动性过大(可能析泡沫)的渣土初期渗透系数小于10-5 m·s-1,且初始渗流稳定期长;渣土析水量较小(包括流动性合适但析水和部分流动性过大且析水)的渣土渗流特征与流塑性合适的渣土类似,但析水量较大的渣土初期渗透系数均大于工程要求值且无渗流稳定期。最后,通过变化渣土渗流试验水压力发现,随着水压力增大,渣土改良后初期渗透系数降低和渗流稳定期缩短,改良参数的合适范围随着水压力的增大而缩小;当水压力大于一定值后,泡沫改良砂性渣土渗透性不能满足工程要求。     

冻融循环对季冻区隧道衬砌混凝土导热系数影响研究

为研究冻融循环作用对衬砌导热系数的改变,将混凝土简化为多孔介质模型,利用Hamiltonand Crosser理论计算模型和COMSOL仿真软件对不同孔隙率的混凝土试件导热系数进行计算和分析。研究结果表明： 1）通过对混凝土随机分布模型的有效导热系数进行逆运算,得到不同冻融循环作用下不同孔隙率的混凝土模型的有效导热系数,进而确定混凝土试件有效导热系数与冻融循环次数之间呈非线性函数关系; 2）衬砌导热系数在冻融循环作用下,初期导热系数随着冻融循环次数的增加而下降,中期随着冻融循环次数的逐渐增加,导热系数出现较小程度的增大。     

盾构隧道纵向变形机理分析

对隧道纵向性能的研究近年来正受到越来越多的关注.基于盾构隧道纵向变形的两种主要形式,即纵向沉降和纵向上浮,首先分析了纵向下沉和上浮的产生机理,对可能产生下沉和上浮的各种因素进行了系统总结,将下沉原因归结为区间隧道与车站间的差异沉降、下卧土层变化、地面加载、施工影响以及临近施工扰动等5个方面,将上浮原因归结于上浮力作用、轴向偏心荷载作用、切口水压、地面卸载、地基回弹作用以及上覆土的反向压缩作用等6个方面.进而分别从影响因素、发生时间、发生部位、变形方式以及约束条件等方面,对纵向沉降和上浮进行了综合比较.     

盾构隧道粘度时变性浆液壁后注浆渗透扩散模型

在假定注浆浆液为粘度时变性流体,并在盾尾间隙影响厚度范围内均匀柱面扩散的前提下,应用达西定律对盾构壁后注浆渗透范围及浆液对管片造成的压力进行了理论推导,得到了浆液扩散半径及对管片产生压力的计算式.通过具体实例,对比分析了是否考虑粘度时变性2种条件下浆液扩散半径及对管片产生压力的计算结果,以及不同胶凝时间下浆液扩散半径及对管片产生压力的计算结果.分析结果表明:2种条件下,浆液扩散半径及对管片产生的压力随注浆压力、注浆时间的变化规律不尽相同,粘度时变性对浆液扩散半径及对管片产生的压力影响显著,可通过调整浆液配比来改变粘度时变性,进而影响浆液扩散半径及对管片产生的压力,但浆液对单位面积管片的压力几乎不受粘度时变性的影响.     

软弱破碎围岩隧道大变形机理及处治

首先对郭家川2#隧道大变形的特征及产生机理进行了全面分析,指出该隧道发生初期支护大变形的主要原因;进而在对现有隧道初期支护大变形常用处治方法(包括加固措施及侵界处治措施)进行综合分析比较的基础上,有针对性地提出了治理郭家川2#隧道初期支护大变形的加固方法及侵限处治措施,即地表封闭、洞内成环、侵界调坡的方案;为充分发挥围...     

钢筋混凝土套拱加固病害隧道安全评价研究

考虑到现阶段钢筋混凝土套拱加固病害隧道安全验算方法的不足,采用理论分析的方法推导了钢筋混凝土套拱加固病害隧道4种情况的安全系数,计算过程中根据隧道技术状况对原衬砌结构的承载力进行相应的折减,同时考虑了新增钢筋混凝土套拱承载力的利用系数,并以长安坝隧道为工程实例,对推导公式予以验算。研究结果表明:现有方法中将原衬砌结构与钢筋混凝土套拱简化为一整体的素混凝土结构,安全系数偏大,存在一定的风险;将原衬砌结构作为安全储备,不考虑其剩余承载力,安全系数偏小,设计过程中有可能出现过分浪费材料的情况,经济性较差。考虑原衬砌结构的承载力折损情况及新增钢筋混凝土套拱承载力利用系数时,安全系数处于上述两者之间,计算结果相对更加客观、合理。     

基于动静结合的公路隧道洞口设计综合评价体系研究

随着国民经济发展、人民精神生活的丰富,隧道洞口设计由于影响驾驶体验而逐渐受到重视,但目前针对公路隧道洞口的设计评价主要从结构安全出发,对洞口景观环境和洞口美学的考量较少,缺乏对隧道洞口设计综合评价体系的研究;并且评价角度主要从静态视觉角度展开,忽略了行车过程中驾驶人的动态视觉特性,缺乏对洞口设计安全性问题的思考。鉴于此,以层次分析法为基本评价分析框架,建立隧道洞口设计综合评价体系;采用德尔菲法、灰色系统理论确定以功能、景观环境、美学为准则层的评价指标,并通过层次分析法计算得出功能、景观环境、美学指标的权重为0.662∶0.232∶0.106;基于模糊数学理论,提出了以专家和普通群众为评价主体、采用专家打分法和驾驶模拟试验的公路隧道洞口设计综合评价方法;并考虑洞口设计在动态视觉特性下对驾驶安全的影响,针对隧道洞口设计安全性问题提出了眼动仪测试评价方法,构建了一套公路隧道洞口设计综合评价体系。以云南省富龙高速板仑隧道洞口设计方案为例,采用综合评价体系计算得出隧道洞口设计方案为结构安全、环境友好、景观优美的优秀方案;并通过对试验者眼动数据的分析得出隧道洞口设计方案不存在安全隐患问题。该案例验证了综合评价体系的合理性,可为隧道洞口设计及综合评价提供一定的借鉴参考。     

基于驱替效应的盾构壁后注浆微观模型分析

当盾构隧道位于水位线以下时,为了分析壁后注浆浆液驱动地下水体过程,基于毛细管组渗透理论,将浆液的渗流路径概化为毛细管,考虑牛顿流体浆液驱动地下水(牛顿流体)进行扩散,推导了半球形及柱形模型浆液渗流扩散半径计算式,并讨论了注浆压力、浆液水灰比、地层渗透系数的影响.研究结果表明:浆液扩散半径主要与注浆压力、渗透率、注浆时间...     

船用新能源动力技术现状与展望

将现有船用新能源动力技术分为新能源动力装备和新型动力型式等2类,对新燃料热机、燃料电池、动力电池以及串、并联混动等技术做了详细阐述和分析。通过对上述各类动力技术的分析,展望和预测了在不同时期内各类新能源动力系统配置在不同功率段船舶上的应用发展状态。     

邢台山区公路路基设计研究

邢台境内多山峦和起伏地形,西部多山地丘陵,东部多平原,西高东低,太行大峡谷贯穿于境内西部地区,这些地形条件给公路的设计与施工带来了不便,增加了公路设计的难度。路基是整个公路稳定安全运行的重要基础,又是设计与施工中首要考虑和解决的环节,因此需要特别重视路基的设计。邢台境内有G107国道,S327/S328省道以及邢清线等多条公路。以省道S327临城段的整修延长线施工为例,介绍公路路基设计与施工中用到的一些特殊方法和处理措施。