砂卵石地层双模盾构针对性设计与应用

为解决泥水盾构在砂卵石地层施工遇见的卡刀盘、堵管、滞排、异常磨损等诸多难题,分析导致泥水盾构在砂卵石地层施工困难的因素,依托成都西环线紫瑞隧道工程展开分析,预判工程重难点,并对盾构进行针对性设计;基于高标准压力及地表沉降隆起控制要求,在砂卵石地层施工中,提出气垫泥水盾构搭载螺机技术方案,且在隧道工程中应用“螺机出渣+闭式管道输渣” 技术;刀盘开挖的卵石被螺机及时输送至仓外,并通过泥浆泵及闭式管道输送至洞外,推进平稳,出渣顺畅,避免了卵石堆积引发的施工风险。工程应用证明,双模盾构相对常规气垫泥水盾构具有更强的适应砂卵石地层的能力。     

磁选去除机制砂云母对混凝土性能影响研究

通过磁选机去除花岗岩机制砂中云母,研究不同磁选强度对机制砂云母级配及含量的影响,开展磁选强度对机制砂混凝土工作和力学性能影响规律的研究,并通过SEM对混凝土微观结构进行分析。结果表明：机制砂细颗粒和云母含量随磁选强度增大而减少;在固定用水量的情况下,混凝土减水剂用量随着机制砂中云母含量的增加而增大,混凝土抗压强度随机制砂云母含量增加而减小,但高磁力去除云母机制砂混凝土出现离析泌水现象,抗压强度低于未磁选的机制砂混凝土;SEM结果表明,不含云母的砂浆中生成大量致密性的水化产物,而含云母机制砂砂浆中可以看到薄片状云母,这是导致混凝土强度降低的主要原因。     

机制砂级配对C50高性能混凝土性能的影响研究

为研究机制砂级配对C50高性能混凝土性能的影响,选取7种不同细度模数以及按分计筛余0%、2%、4%、6%、8%、10%调整石粉含量的片麻岩机制砂,分别配置C50高性能混凝土,测定其工作性能和强度。结果表明：1)机制砂级配参数中细度模数及石粉含量对C50高性能混凝土的影响较大,当机制砂细度模数约为2.9时,可提升混凝土工作性能及抗压强度;2)随着机制砂石粉含量的增加,混凝土工作性能和抗压强度呈先提高后降低的变化趋势,最佳石粉含量为4%左右;3)研究结果可供片麻岩机制砂在C50高性能混凝土中的应用参考。     

砂卵石地层泥水平衡盾构泥浆性能试验研究

以兰州地铁1号线迎门滩-马滩区间下穿黄河段盾构隧道工程为依托,对泥水平衡盾构施工过程中泥浆的比重、黏度以及失水量等施工参数进行了对比分析。通过添加各种掺料进行泥水平衡盾构泥浆配制试验,研究不同掺料对泥浆性能和经济指标的影响规律,并分析不同配比泥浆的环均成本和相应掘进进度。     

闽南砂性填料土水特征曲线的滤纸法试验研究

针对闽南地区典型砂性土填料,采用滤纸法试验测定滤纸含水率与平衡土体含水率,根据滤纸率定方程计算出土体基质吸力;进而采用三种数学模型拟合试验数据,选取最适合的V-G模型拟合得到其基质吸力的土水特征曲线。研究表明:同一干密度下,基质吸力随体积含水率下降而增大,初始增速缓慢,但随着含水率减小,基质吸力显著增大。由于闽南地区砂性土填料持水能力较弱,在设计时可考虑基质吸力引起的附加剪切强度以增大地基承载力,维持边坡稳定性。     

结构物-标准砂界面剪切机理及数值模拟分析

该文利用改进的直剪设备,进行了标准砂与木块、钢块和混凝土块的界面剪切试验,分析了剪切应力-剪切位移关系及抗剪强度指标变化规律,建立了符合剪切应力-位移关系的对数-双曲线模型,最后对剪切试验进行了数值模拟。结果显示:峰值剪切应力和峰值剪切位移呈正相关关系,混凝土-标准砂界面最大,钢-标准砂界面次之,木-标准砂界面最小;混凝土、钢、木与标准砂的界面摩擦角分别为22.50°、14.72°和11.22°,表观黏聚力集中在0~1 kPa范围内;硬化阶段采用对数模型,软化阶段采用双曲线模型,模型、试验峰值剪切位移差值的绝对值|δ_u-δ_f|均小于0.21 mm,模型、试验峰值剪切应力的比值τ_u/τ_f集中在0.96~1.03之间,模型的建立比较合理;数字模拟、试验峰值剪切应力的比值τ_s/τ_f集中在0.86~1.04之间,数值模拟拟合效果较好。     

沥青混合料胶砂填充设计法

采用弯曲梁流变试验(BBR)进行沥青胶浆黏弹性设计,用界限VCA对粗集料骨架进行沥青胶砂填充设计、胶砂填充设计法合成混合料级配,美国工程兵团旋转压实仪(GTM)对混合料进行抗剪切性能设计,建立混合料骨架结构行为和路面黏弹性能直接相关的矿料级配合成方法及沥青用量确定方法。     

基于机器学习预测微生物加固钙质砂统一动强度

为探究不同微生物加固程度、有效围压和相对密实度与微生物加固钙质砂的动强度系数之间的相对重要性大小,并建立相应的统一动强度准则,用以预测微生物加固钙质砂的动强度,依据86组微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术加固钙质砂的不排水三轴试验数据建立数据集,利用反向传播神经网络(BPNN)和多元自适应回归样条(MARS)方法对数据集进行训练和预测。结果表明：微生物加固程度对动强度系数的影响程度最大,有效围压的影响稍逊之,相对密实度的影响相对较小,其相对重要性大小均值分别是100%、94%与68%,基于机器学习方法对微生物加固钙质砂的动强度系数进行预测的效果优于传统方法建立的统一动强度准则所获得的结果,其中BPNN模型的预测结果更准确,MARS模型的计算效率更高。     

南昌红谷隧道沉管灌砂基础施工技术

以南昌红谷沉管隧道为例,建立物模灌砂试验,实践表明砂水比1∶8～1∶12、水泥熟料掺量6%、灌砂压力控制在0.1～0.15 MPa,砂积盘半径能达到7.5～8 m。综合灌砂量、压力监测、水下探摸、管内测量4种监测方式,并利用全波场无损检测法和冲击映像法相结合的方式进行灌砂过程监测及其充填效果综合评价,得出结论： 中孔以扩散半径达到7.5～8 m及充盈度≥65%为终孔指标,边孔以扩散半径达到7.5～8 m及溢砂与前一孔溢砂融合为终孔指标,进而指导砂泵压力及停泵时间;通过合理配置灌砂设备及选择优质灌砂料,并分析灌砂施工中出现的问题及解决对策,E1-E6管段基础灌砂完成后,管段沉降值均在可控范围内,表明沉管管段灌砂基础质量可靠。     

兰州地铁砂卵石地层土压平衡盾构刀具使用寿命延长技术

为了降低刀具的磨损,延长刀具的使用寿命,以兰州地铁工程施工案例为背景,对土压平衡盾构在砂卵石地层中掘进刀具磨损的问题进行了跟踪研究。通过理论计算与工程实际对比分析得出刀具的磨损规律,在刀盘设计和刀具组合等研究成果的基础上,对渣土改良、盾构掘进参数、盾构姿态和一般欠土压模式掘进等控制措施进行了系统的研究和实践,成功地延长了刀具使用寿命,减少了刀具更换的次数,加快了工程进度并降低了工程成本;同时,解决了土压平衡盾构在砂卵石地层掘进刀盘被卡、地面沉降控制等技术难题。