铁路隧道排水系统结晶堵塞量化研究

岩溶区隧道排水管道堵塞的早期识别与安全评价是保障隧道安全的关键。为了实现对排水管道结晶堵塞的定量化研究,构建一种考虑“水动力(湍流)-溶质弥散-化学反应”的管道排水结晶堵塞多场耦合数值模型,采用描述移动边界水平集的方法模拟结晶堵塞过程,再借助已有的试验数据对模型进行校正,至30 d时相对误差已减小至6.92%。校正后的模型求解结果表明：(1)30 d时管道内壁结晶层横截面积已占管道横截面积的64%;(2)出口段生成碳酸钙浓度较大且流态变化较为剧烈,管道出口段相较于入口段更容易发生堵塞;(3)温度、流速、溶液浓度的变化均对结晶堵塞有较大影响,通过敏感度分析,表明温度对沉积速率的影响最大,流速对剥蚀速率的影响最大。在实际应用中,可采取局部降温或者增加排水管道内水流流速的方式实现对管道结晶问题的预防及治理。     

冲击回波主频对箱梁预应力孔道注浆饱满度的响应及应用

通过用冲击回波法比较箱梁在不同注浆饱满度下冲击回波信号的主频,研究主频对不同注浆饱满度的响应规律和无浆孔道的判断依据。根据不同类型测区的试验数据,总结出全空孔道箱梁的主频经验方程。依据实测主频对这些测区进行成像,通过比较实测主频和同等情况下全空管道的理论主频,判断孔道的注浆质量。最终判定4个测区的注浆有缺陷,凿开后验证为空洞,并给出了相应的照片。研究结果表明,冲击回波主频可以有效地评价箱梁预应力孔道的注浆饱满情况。     

岩溶隧道排水管结晶堵塞试验与数值模拟研究北大核心CSCD

为实现岩溶区隧道排水系统堵塞过程的精准刻画和预警防控,开展了与现场1∶1等比例的排水系统堵管室内试验,探讨了仿真现场水动力、水化学和干湿循环条件下管道结晶沉淀量的变化规律,构建了考虑水动力和碳酸盐岩组分溶解-沉淀化学反应耦合驱动过程的数值模型,结合室内试验数据,对所建立的隧道排水管结晶堵塞模型进行验证。模拟结果表明,随着时间的推移,模拟值与试验观测值之间的误差逐渐减小,至15 d左右,二者拟合决定系数R2为0.67,证明在相对较长时间尺度下,所构建的数值模型在一定程度上能够较好地预测隧道排水管道内的结晶生成过程,模型能为隧道排水系统堵塞问题的防治提供理论指导,进而为岩溶隧道地质灾害的早期识别与安全评价提供保障。