不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验   总被引：1，自引：1，他引：0  

段寅  荣传新  程桦  蔡海兵  解德柱  丁杨龙 《冰川冻土》2020,42(2):479-490

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程， 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景， 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点， 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降， 随后逐渐减缓， 降至砂土冰点后趋于平稳， 三种布管方式均满足冻结设计要求； 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁， 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体； 积极冻结21 h后， 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大， 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm， 在满足管幕刚度设计要求的前提下， 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内， 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下， 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱， 且顶管间冻结壁稳定存在， 表明限位管在满足管间有效封水的条件下， 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时， 更加便于安装且经济环保。  相似文献   

高强耐热铝合金钻杆材料优选          下载免费PDF全文

梁健  尹浩  孙建华  李亚红  王成彪  张金昌 《探矿工程》2020,47(4):65-71

铝合金钻杆的使用性能是制约深部钻探技术发展的“瓶颈”。本文综合考虑孔内工况因素和钻杆性能因素，以钻柱组合设计为基础准则，从特深孔钻探工程技术需求出发，开展了高强耐温铝合金钻杆材质选择和评价的试验研究。试验结果表明：2219铝合金固溶时效制度分别为535 ℃/1 h、165 ℃/20 h，2618铝合金固溶时效制度分别为530 ℃/1 h、200 ℃/20 h；2219铝合金在高温长时间暴露后的室温力学性能优于2618铝合金，在高温瞬时条件下的力学性能劣于2618铝合金；2219铝合金中含有Zr，该元素在热暴露过程中起到减缓溶质扩散速率的作用，这对提高热暴露后的剩余强度是有利的。  相似文献   

Permanent earthquake‐induced actions in buried pipelines: Numerical modeling and experimental verification     

《地震工程与结构动力学》2018,47(4):966-987

Buried pipelines are often constructed in seismic and other geohazard areas, where severe ground deformations may induce severe strains in the pipeline. Calculation of those strains is essential for assessing pipeline integrity, and therefore, the development of efficient models accounting for soil‐pipe interaction is required. The present paper is aiming at developing efficient tools for calculating ground‐induced deformation on buried pipelines, often triggered by earthquake action, in the form of fault rupture, liquefaction‐induced lateral spreading, soil subsidence, or landslide. Soil‐pipe interaction is investigated by using advanced numerical tools, which employ solid elements for the soil, shell elements for the pipe, and account for soil‐pipe interaction, supported by large‐scale experiments. Soil‐pipe interaction in axial and transverse directions is evaluated first, using results from special‐purpose experiments and finite element simulations. The comparison between experimental and numerical results offers valuable information on key material parameters, necessary for accurate simulation of soil‐pipe interaction. Furthermore, reference is made to relevant provisions of design recommendations. Using the finite element models, calibrated from these experiments, pipeline performance at seismic‐fault crossings is analyzed, emphasizing on soil‐pipe interaction effects in the axial direction. The second part refers to full‐scale experiments, performed on a unique testing device. These experiments are modeled with the finite element tools to verify their efficiency in simulating soil‐pipe response under landslide or strike‐slip fault movement. The large‐scale experimental results compare very well with the numerical predictions, verifying the capability of the finite element models for accurate prediction of pipeline response under permanent earthquake‐induced ground deformations.  相似文献   

流塑淤泥地层深基坑钢板桩围堰位移突变原因分析及处理          下载免费PDF全文

杨勇  詹元林 《探矿工程》2020,47(3):69-74

广东省珠海市洪鹤大桥主墩承台位于珠江西江流域的流塑状淤泥地层，采用钢板桩围堰进行基坑支护，基坑开挖过程中，钢板桩围堰发生较大的变形。经详细分析，发现导致事故的主要原因有地下水位持续升高导致土体力学性能显著下降、边跨侧钢板桩长度不足、基坑边缘集中荷载过大、施工控制不严、内支撑体系施工精度不足等。为了确保深基坑支护的安全，在全面分析总结了钢板桩围堰变形原因的基础上，结合实际情况，采取了增设穿透淤泥质土层的钢管桩围堰、加强内支撑体系等加固处理措施，并在实施过程中进行持续监测，最终安全地完成了基坑工程的施工。  相似文献   

轴压作用下双金属复合管组合作用与承载力分析     

朱振兴  杨璐  王法承  方成 《海洋工程》2019,37(4):98-106

为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。  相似文献   

深水铺管船托管架疲劳分析及动态监测点选取研究     

闫宏生  王哲  王晓波  陈永訢  孟祥伟 《海洋工程》2018,36(1):107-113

作为S型铺管作业的关键性装备,托管架长期承受着交变载荷的作用,随着海洋开发向超深水发展,结构疲劳破坏问题不容忽视。采用疲劳谱分析的方法并结合线性累积损伤理论,对托管架结构频域下的变形进行了分析,计算了正常海况下和极端海况下托管架疲劳损伤度并对疲劳寿命进行了评估。研究发现托管架在正常海况下作业符合安全要求,在极端海况下局部结构会受到破坏。并从托管架结构安全监测角度,筛选了结构疲劳分析关键点位,为监测点位的选取提供了依据。  相似文献   

宁夏灵武幅、磁窑堡幅综合地质调查LS01孔冲洗液护壁技术          下载免费PDF全文

何玉云  王发民 《探矿工程》2020,47(1):31-35

宁夏灵武幅、磁窑堡幅综合地质调查LS01孔设计深度800 m，钻探过程中钻遇200余米第四系未胶结松散地层，主要有砾石（漂砾）—粗砂—中砂—细砂互层，钻孔护壁难度大，容易发生掉块、塌孔事故，取心困难；进入第三系钻遇清水营组紫红色泥岩，地层造浆且易打滑；进入白垩系宜君组，钻遇365.91 m的破碎砾岩，地层松散破碎，钻进过程易卡钻，回转阻力大，回次进尺少，进尺慢。根据类似钻孔施工资料及地层情况最终采用成膜护壁冲洗液，钻进过程中穿过多层复杂地层，成膜护壁冲洗液在破碎砾岩孔段起到了很好的护壁效果，没有出现掉块、塌孔事故；岩心采取率满足地质设计要求，全孔平均采取率达到95.89%；节约了套管下入深度，终孔深度800 m，终孔口径124.00 mm。  相似文献   

易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究          下载免费PDF全文

孔令镕  王瑜  刘宝林  王志乔  贺佳  杨博  胡茂兴 《探矿工程》2019,46(2):9-16

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线，具有施工速度快，对地面破坏小，不会影响已有管线的正常使用等优点。但是，在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中，常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上，开发出了一套双管水平定向钻进系统，包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点，能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。  相似文献   

泉子街地区地层可钻性分析及钻头选型          下载免费PDF全文

熊虎林  徐龙生 《探矿工程》2019,46(2):30-34

泉子街地区页岩气参数井钻进过程中存在地层可钻性差、研磨性较强，钻进速度慢，单只钻头（牙轮、PDC）进尺少且报废率高等问题。本文通过对泉子街区块岩石可钻性进行分析、评价，可以为该区页岩气勘查钻井施工钻头选型和钻井工程设计优化提供依据，从而达到提高该区钻井施工效率、降低钻井成本、缩短项目工作周期的目的。  相似文献   

考虑土拱效应的管棚合理间距计算方法     

陈峥  何平  颜杜民  高红杰 《岩土力学》2019,40(5):1993-2000

管棚作为隧道安全穿越不良地质地段的超前支护结构，依靠土拱效应发挥其支护作用，管棚间距与成拱效应密切相关。通过引入合理拱轴线，并考虑侧向土压力的影响，结合管棚间土拱破坏条件给出了管棚合理间距的计算方法，通过凤咀江隧道工程实例和离散元对比分析，验证了计算方法的合理性。进一步分析了管棚间距随管棚所处位置的变化规律以及管棚直径、土体参数等对管棚间距的影响规律。结果表明：当侧向土压力系数较小时，拱腰至边墙处管棚间距可适当调大；当侧向土压力系数较大时，拱顶至拱腰处管棚间距应适当减小。管棚间距随管棚直径和土体黏聚力的增加而线性增加，且与土体内摩擦角数呈正相关关系，随内摩擦角增大，对管棚间距的影响也越来越大。  相似文献