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   

基于模型试验的富水砂层新意法变形控制研究     

刘涛  孙文景  龚旭东  杨忠年  张瑾 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,50(10)

为了研究富水砂层中新意法施工的变形控制,本文以青岛地铁3号线保河区间隧道为研究对象,采用自行设计的模型试验,通过对孔隙水、土压力、核心土变形与地表变形的监测,开展新意法在富水砂层中隧道开挖中的变形机理研究。试验中进行了对新意法施工过程的模拟,以循环进尺4 cm进行开挖。结果表明,在全支护条件下的第1～2循环,新意法对围岩及地表变形有很好的控制作用,但由于巨大的水压力,加固薄弱处可能出现管涌现象;在极限破坏状态试验中,水压的加大及钢拱架、喷层的缺失导致在第6循环开挖时,隧道于小导管注浆加固尾端发生了小规模土体塌落;当水压力达到一定程度时,砂层发生瞬时坍塌。表明新意法适用于富水砂层隧道的施工,在施工过程中,应注重加固效果和旋喷桩间的搭接,且在拱脚部位也应具有一定厚度的加固体;富水条件下砂土性质非常不稳定,砂土从变形较小到大变形几乎是瞬间发生的。  相似文献   

世越号起吊姿态敏感性分析与方案选择     

姚宗  蒋岩  王伟平  陈世海 《海洋工程》2018,36(2):135-142

韩国世越号打捞是世界上首次利用托底钢梁原状态整体起吊难船出水的工程。客滚难船装载的货物容易在沉没后发生移位,上层建筑长时间沉没海底后发生泥沙淤积导致难以准确估计整船的重量重心及浮力浮心的位置。利用水池模型试验和数值计算两种方法分别对大型浮吊船单臂架打捞法和双驳船抬吊打捞法进行了难船姿态受重心位置偏移的敏感性分析。水池模型试验中发现,用大型浮吊船单臂架打捞法,世越号的姿态受其重心位置偏移非常敏感,容易发生侧翻;而用双驳船抬吊打捞法,世越号的姿态受其重心位置的影响非常有限,难船和抬浮驳船都可以保持一个较好的姿态。对比水池模型试验的结果,由于难以计及托底钢梁的翘动和滑动现象,数值计算中得到的难船起吊姿态值偏小。双驳船抬吊打捞法被选为打捞世越号的施工方案,其对难船重心位置偏移不敏感的特性得到了现场实证。这个特点为世越号的成功打捞出水起到了关键作用。  相似文献   

废弃泥浆底部真空−上部堆载预压模型试验研究     

詹良通  张斌  郭晓刚  江文豪 《岩土力学》2020,41(10):3245-3254

针对工程泥浆回填废弃矿坑处置的安全问题，开展底部真空和上部堆载预压处理废弃工程泥浆的模型试验，探讨该技术在废弃矿坑回填处置工程应用的可行性。试验结果表明，底部真空和上部堆载预压使得泥浆含水率显著降低及泥土的强度明显提高，处理一个月后，含水率从初始450%降低至95%～105%，体积减量达到73.4%；不排水强度由初始为0的状态提高至9.8～13.4 kPa。在初始的静置阶段，泥浆颗粒沉积存在重力分异现象，粗颗粒在底部沉积有助于缓解真空预压过程中淤堵问题。底部真空作用下，泥浆中孔隙水渗流方向并非完全一维向下，在径向存在水力梯度。处理后泥土压缩性与软土相近，渗透性优于软土。基于试验结果和大应变固结理论，考虑泥浆的自重固结以及压缩性与渗透性的非线性变化，利用有限差分法分析了单次回填厚度对泥浆层固结时间和减量效果的影响，提出了现场实施的工艺参数建议。  相似文献   

非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验及多物理量联合监测     

詹良通  胡英涛  刘小川  陈捷  王瀚霖  朱斌  陈云敏 《岩土力学》2019,(7):2478-2486

对非饱和土降雨入渗过程及其致灾机制的深入认识有赖于室内外试验及多物理量联合监测。基于离心机超重力环境下土体响应监测技术,开展了非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验,测试研究了超重力环境对新研制的微型TDR探针及张力计测量的影响规律,并利用TDR、张力计及弯曲元对降雨入渗过程中土体响应进行多物理量联合监测。研究结果表明:在不同离心加速度下微型TDR探针与给定含水率土体实测原始波形重合,说明超重力环境对TDR测试没有影响,含水率的测试误差在2%以内。在离心机加速过程中,张力计所测吸力下降约2.0～2.9 kPa,当离心加速度稳定在40g时,所测吸力在10min内上升并接近常重力下土体初始吸力。在降雨入渗过程中,埋设在同一深度的TDR探针、张力计和弯曲元对湿润锋响应的时间点基本一致,降雨入渗导致土体含水率增加,基质吸力降低,剪切波速降低。这些多物理量监测数据有助于建立非饱和土含水率-吸力-剪切模量之间的关系。  相似文献   

筒型桩靴在饱和砂土中的贯入阻力研究          下载免费PDF全文

吴曲楠  刘润  张海洋  王宇飞 《地震工程学报》2018,40(6):1183-1190

桩靴贯入阻力的准确预测是自升式钻井平台安全作业的前提。通过小比尺模型试验,研究饱和砂土中桩靴贯入速度对筒型桩靴插桩性能的影响,并基于地基承载力理论提出筒型桩靴贯入阻力的计算方法,进而采用CEL有限元方法模拟筒型桩靴的贯入过程,并与试验结果进行比较。研究发现:当模型试验中桩靴贯入速度在0.1～0.3mm/s时,桩靴的贯入可看作是准静态过程,此时贯入阻力变化不大,采用基于地基承载力理论中的Hansen公式和Vesic公式可较为准确地计算出对应某一深度的贯入阻力;CEL有限元方法可有效模拟筒型桩靴的贯入过程,当桩靴的贯入速度为0.1～0.3mm/s时,数值模拟结果与试验结果吻合较好。  相似文献   

高地应力V级围岩相似材料研制及岩体开挖卸载模型试验分析          下载免费PDF全文

方智淳  朱正国  王仁远  刘柳 《地震工程学报》2020,42(2):505-511

以黄土、砂为骨料,石膏、水泥为胶结材料,水为调节剂,以正交试验方法配制出V级围岩相似材料,该材料能够很好的模拟隧道Ⅴ级软弱围岩。在此基础上,以钢筒模型试验为媒介,通过千斤顶配合反力架加载,观察不同材料配比下的试验组应力变化斜率、自稳时间、应变大小等方面的差异,结合加载完成后模型开口处岩体变化情况,探索高地应力下Ⅴ级围岩开挖卸载效应。试验结果表明:虽然相似材料会因配比不同改变物理力学性质,但主要是对弹性模量的影响较大;在增大垂直压力作用下,试验中材料自稳时间变长,应力释放也较为彻底,但整体趋势放缓。  相似文献   

压力型锚杆支护边坡的动力响应与数值分析          下载免费PDF全文

张妙芝  汪班桥  李楠 《中国地质灾害与防治学报》2018,29(5):135-141

采用振动台模型试验,输入汶川波、EL-Centro波和正弦波三种地震波,监测边坡加速度和锚杆应变,探讨地震作用下加固边坡的动力响应特征及锚杆应变的响应规律。得出:加固边坡土体对输入的地震波有垂直放大作用,水平方向放大作用不明显;在地震频率和幅值共同影响下,边坡加速度响应具有明显的差异。同一锚杆沿长度方向应变分布呈"前小后大"的模式;同列不同层锚杆在垂直方向应变响应差别较大,顶层、底层锚杆应变较边坡中部的锚杆应变响应明显。利用ABAQUS数值软件模拟振动台试验过程,得出锚固边坡动力响应特征与振动台试验结果一致。  相似文献   

基于模型试验的泥石流坡面物源启动预警模型          下载免费PDF全文

乔建平  李明俐  杨宗佶  孟华君  姜元俊 《水科学进展》2018,29(1):64-72

为进一步探明银洞子沟物源区坡面物源启动机理与降雨的相关性,在进行详细的现场考察与工程勘察工作后选取了典型模型体,并采用20余组人工降雨物理试验方法将降雨强度与坡度设为控制变量,研究了4种坡形、5种雨强条件下,坡面松散物源的失稳机制及破坏模式。试验结果揭示了地表变形与地下物理力学参数变化的定量响应关系,并基于试验发生破坏的临界雨量,建立了银洞子沟传统I-D预警模型。之后提炼可靠预警参数(坡度、深部体积含水率),通过数学回归分析方法并采用Exponential模型,得出IGD、IGM多参数新型预警判别式,实现了传统I-D模型的有效修正,并具一定的可靠性和实用价值。  相似文献   

降雨下边坡开挖支护离心模型试验   总被引：1，自引：1，他引：0  

万琪  岳夏冰  闫强  晏长根 《地质力学学报》2018,24(6):863-870

为研究降雨下高速公路高边坡在开挖及运营过程中的变形规律及稳定性,以柳南公路改扩建工程某处典型高边坡为原型,利用大型土工离心机及自主研发降雨装置,开展12组不同开挖-支护时序边坡模型试验,通过对边坡从变形至破坏全过程监测,分析不同支护时序条件对边坡稳定性的影响。结果表明：实时支护能有效抑制边坡在水平和竖向的变形,在边坡开挖至第1级和第6级后,坡顶水平变形分别降低33.9%和30.4%,竖向变形降低54%和11.6%;实时支护对维持降雨下边坡稳定状态非常有利,边坡开挖至第2、4、6级后遭遇降雨,其稳定系数降低了10.1%、5.4%、6.5%;相同降雨量下,无实时支护边坡的稳定系数要比实时支护至少降低50%,说明了实时支护对降雨下边坡稳定性的意义巨大。  相似文献