蒸压粉煤灰砌体墙片的非线性性能模拟

为了研究适用蒸压粉煤灰砌体模拟的损伤塑性模型,确定使用损伤塑性模型模拟时的参数设置,基于ABAQUS的损伤塑性本构(CDP)模拟了5片蒸压粉煤灰砌体墙片的加载试验。通过骨架曲线模拟值与试验值对比,验证了损伤塑性模型模拟的可靠性。同时进行了参数分析,比较了不同砂浆强度、不同竖向压应力时砌体墙片的非线性性能。结果表明,基于ABAQUS的损伤塑性模型能够较为准确模拟蒸压粉煤灰砌体墙片在外力作用下的非线性性能特征,砂浆强度、竖向压应力对墙片非线性性能影响显著。     

富水岩层地区大型锚碇地连墙施工关键技术研究

龙潭长江大桥北锚碇地处富水岩层地区,持力层为弱胶结含砾砂岩,采用地连墙基础作为基坑开挖施工的支护结构.新型导墙结构施工完成后,采用"纯铣法"一次成槽,墙段连接采用"铣接法",铣槽过程中使用泥浆制备和循环系统,每铣槽一段紧接着下放钢筋笼,水下混凝土拔球法浇筑混凝土,最后通过抽水试验验证透水性.实践表明,在富水岩层地区地连...     

蒸压粉煤灰加气混凝土墙体收缩性能试验研究

新型墙体材料蒸压粉煤灰加气混凝土的干燥收缩开裂问题限制了其推广应用,为了解其收缩原理,本文通过5片蒸压粉煤灰加气混凝土砌体墙试验,研究了加气混凝土砌体墙在自然养护和标准养护环境下的收缩性能,获得了龄期、砂浆强度、砂浆种类、相对湿度、温度、离地高度等因素对蒸压粉煤灰加气混凝土砌体墙收缩变形的影响规律.基于试验研究结果提出了防止墙体开裂的措施,对工程实践具有指导意义.     

矿井火区粉煤灰胶体充填封堵材料的试验研究

采空区或巷道漏风供氧是导致矿井煤层自燃的主要原因之一。该粉煤灰胶体充填封堵材料是由粉煤灰、水、水玻璃、羧甲基纤维素、碳酸氢氨化肥等制备而成，当其比例为120：100：15：0．05：2时，初凝强度较大，8d后强度大于2MPa，已能够替代塑性胶体(黄土)充填封堵材料，可在井下巷道中建立密闭墙，堵塞漏风，满足巷道封堵需要。并通过2m高的墙体试验，考察了浇注工艺，从而为防止煤层自燃或者为了防止有害气体扩散建立密闭墙提供了一种行之有效的方法。     

工业废渣用于地下工程止水帷幕的试验

等厚度水泥土搅拌连续墙作为止水帷幕,具有适应地层广、成墙品质好等独特的优点;但在推广过程中的最大障碍是造价过高;若粉煤灰和矿渣等工业废渣替代部分水泥,则其应用范围将大大提高。为测试工业废渣代替水泥的性能,笔者做了大量无侧限抗压强度和渗透性试验。试验结果表明:性能差别不大的情况下,粉煤灰和矿渣可以部分替代水泥;复合水泥土存在最优配合比,对于黏土,最佳掺入比为30%,最佳水固比为0.6;对于砂土,最佳掺入比则为40%,最佳水固比为0.6;总体而言,粉煤灰配合砂土的物理力学性质较优,矿渣则更适合黏土。添加粉煤灰或矿渣的黏土长期强度接近;而添加粉煤灰的砂土强度平均值比添加矿渣大2.4倍,同时更加稳定。添加粉煤灰的黏土和砂土平均渗透系数是添加矿渣的35%左右。     

劣质低活性粉煤灰路用理论基础

劣质低活性粉煤灰只有改性才能用于路面基层。针对影响粉煤灰性能的内外因素,通过实例研究了粉煤灰改性的方法和理论原理,认为改性的关键在于将高聚合度的劣质灰解聚成较低的聚合状态。研究结果表明,采用化学外加剂改性是一种有效的方法,通过外加剂与粉煤灰之间所发生的多种反应,促进了粉煤灰聚合度的解聚,为石灰稳定加固粉煤灰用于道路基层提供了有利条件。     

中温条件下粉煤灰对氨气脱硝性能的影响

中温干法烟气脱硫技术中,循环流化床反应器内有很大一部分循环床料为粉煤灰。为研究中温干法在脱硫同时实现脱硝的潜力,该文对700～900℃下,硫化前后的粉煤灰对于NH3的氧化和NO还原的催化效果进行了研究。结果表明:硫化前的粉煤灰由于含有CaO、Fe2O3等物质,具有将NH3氧化成NO的性质;经过硫化后的粉煤灰,由于其表面的CaO被硫化成CaSO4,而具有一定的催化NH3还原NO的效果。这表明粉煤灰的存在对于中温干法联合脱除是有利的。在中温同时脱硫脱硝中,制备脱除剂时应当采用低铁含量的粉煤灰。     

“双掺”高性能钢管混凝土膨胀性能分析

采用"双掺"法,研究钢管混凝土的强度性能、膨胀性能及抗压强度与膨胀的协调发展性能,分析钢管混凝土中粉煤灰和膨胀剂的作用效果.结果表明:膨胀剂掺量相同时,膨胀率随着粉煤灰的掺量的增加而增大,强度随着粉煤灰掺量的增加而减小;粉煤灰掺量相同时,膨胀率随着膨胀剂掺量的增加而增大,抗压强度随着膨胀剂掺量的增大而减小.     

成孔切槽引起邻近桩基沉降规律及控制措施

以武汉地铁二号线循礼门站下穿一号线轻轨桥墩段为背景,采用数值模拟和现场实测方法分析隔离桩成孔及地连墙切槽对邻近轻轨桥墩的影响规律,并对成孔切槽引起桩基沉降机理及各种措施的沉降控制效果展开了深入分析.结果表明:邻近桩基成孔切槽对桩基的影响比较显著,应尽量避免在桩端平面以下位置"掏土";隔离桩及注浆加固的控制效果明显,尤其是后者;必要时适当减小地连墙的分幅宽度也可有效控制桩基的沉降.     

粉煤灰小型空心砌块的性能及应用

通过对粉煤灰小型空心砌块的性能分析 ,指出它作为一种“绿色砌块”是替代粘土实心砖的理想墙材之一 ,并就其进一步推广、应用提出了一些建议     

土石围堰渗流场分析及稳定性评价

为了分析上游土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果,对设有防渗墙的土石围堰进行渗流计算,确定设计洪水期的堰体渗流场,并对防渗墙入岩深度、基岩、防渗墙渗透系数等进行敏感性分析:材料渗透系数的变化对渗透坡降的影响较大,其中防渗墙渗透系数改变后的影响最为显著。同时,运用瑞典法、Bishop、Janbu法计算各工况的围堰堰坡安全系数,其计算成果显示:各工况的堰坡稳定性符合一般规律;设计洪水期以及同时考虑与地震组合作用时,堰坡的稳定系数降低明显;如不考虑防渗措施,其围堰的稳定性系数还将降低更多,说明该工程的防渗设施是有效的。防渗墙的质量优劣对堰体渗流控制和安全稳定性起着重要的作用,在施工阶段一定要严格施工质量,保证工程的安全运行。     

中部锁固岩桥脆性断裂特征试验研究

锁固型岩桥的脆性断裂是带裂隙岩体失稳的主要原因,具有较强的突发性和隐蔽性。针对“三段式”、“挡墙式”两种典型的中部锁固岩桥类型,开展端部开裂砂岩试件的单轴压缩试验研究。基于能量散耗理论及声发射(AE)频度-能级指数关系,结合高速工业相机记录信息,探究了岩体受压过程中岩桥脆性断裂机理及其前兆信号特征。研究结果表明：(1)与“三段式”锁固岩桥相比,“挡墙式”锁固岩桥峰值强度和弹性模量降低,但其脆性断裂特征更加明显;(2)“挡墙式”锁固岩桥应变能耗散速率明显高于“三段式”锁固岩桥,其声发射平静期与塑性变形阶段持续时间较短,但AE事件率及声发射能量释放更高,岩桥内部裂纹扩展活动更频繁;(3)“三段式”、“挡墙式”锁固岩桥整体频度-能级的关系分别可表示为 与 ,脆性破坏程度越剧烈,声发射b值(斜率)越小;(4)声发射b值的快速下降可作为岩桥脆性断裂的前兆信号。锁固岩桥的存在形式与赋存位置影响着裂隙岩体的脆性断裂倾向,研究所得可为端部开裂岩体突发脆性失稳提供理论依据及科学预测方法。     

采动围岩中参变渗流系统的稳定性分析

用谱截断法讨论了采动围岩渗流系统在时变渗透特性和时变边界条件下的动力学响应.在对采动围岩的渗透特性和边界条件时变特性提出几点假设的基础上,考虑水的压缩性,建立了Forcheimor型非Darcy渗流系统的动力学方程.用Chebyshev配点法将系统的控制方程降阶为含有限个状态变量的非线性常微分方程组和由状态变量表示的边界条件和初始条件,用自选步长的四阶Runge-Kutta法分别得到采动围岩渗流在时变渗透特性和时变边界条件下的动力学响应;根据数值计算结果提出系统的失稳条件,通过研究渗流系统失稳,分析了煤矿突水的机理.研究结果表明:当渗透特性和边界压力在某段时间内满足一定条件时,采动围岩渗流系统可能失去稳定性,即发生突水;在周期性压力边界条件下,系统可能在新平衡位置附近产生周期运动,也可能失稳.     

基于强度折减法的地下采场稳定性分析

以玲珑金矿东风矿区的阶段矿房法试验矿房采切为工程实例,采用强度折减法和具有拉剪破坏分析功能的FLAC程序,对矿房的稳定性进行分析.通过不断折减岩体材料的力学强度参数,使围岩塑性区接续扩展,直至采场发生破坏,此时的折减系数即为安全系数.计算结果表明,采场被切割后结构复杂,单纯根据塑性区范围大小或等效塑性应变贯通作为采场整...     

综放工作面回采巷道围岩变形阶段确定方法

为分析综放工作面前方巷道变形特征,以河林煤矿j7401综放工作面为研究对象,采用理论分析和现场实测方法进行深入研究。根据超前支承压力的分布曲线,定义了工作面前方巷道的3个变形阶段,分别为急速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段。急速变形阶段和减速变形阶段的分界点是超前支承压力和原岩应力的交点,减速变形阶段和稳定变形阶段的分界点是超前支承压力的峰值点。对j7401工作面开采过程中的超前支承压力和巷道变形分别进行观测,并采用最小二乘拟合方法分析整理观测数据。根据超前支承压力观测数据对巷道围岩变形阶段进行划分,急速变形阶段和减速变形阶段的分界点位于工作面前方8.1m,减速变形阶段和稳定变形阶段的分界点是工作面前方19.8m。根据巷道变形观测数据划分变形阶段,急速变形阶段和减速变形阶段的分界点位于工作面前方8.9m,减速变形阶段和稳定变形阶段的分界点是工作面前方20.1m。该划分方法的两个误差分别为0.8m和0.3m,证明根据超前支承压力划分巷道围岩变形阶段的方法可行,精度较高。     

深孔卸压爆破技术改变围岩应力结构的试验研究

针对围岩内高应力集中造成巷道支护后难以稳定的问题,应用"深孔卸压爆破技术",重新调整围岩应力分布,使深部围岩内积聚的弹性能以变形破裂的形式释放,使应力集中的弹性区转移到围岩更深处,在围岩深部形成应力集中的自承载圈,在巷道周围表层一定范围内形成低应力卸压圈.通过改变围岩应力分布,使围岩内高应力得到释放和转移,消除巷道附近围岩应力集中,在底板岩层中形成上自撑岩环体和下自撑岩拱体两层自撑结构,有效地控制巷道变形,保持了巷道稳定,达到深部围岩-浅部围岩-支架系统耦和支护的目的,充分发挥了围岩自承能力.卸压后的巷道采取常规支护技术就能保持长期稳定.     

带混凝土防渗墙土石坝的应力应变分析

在透水的深覆盖层上建造土石坝,常采用就地灌注的混凝土防渗墙来截断坝基渗流。由于刚性的混凝土墙夹在较柔性的砂砾坝基中,致使合理地确定混凝上防渗墙上的应力成为一个难题。本文提出坝体及坝基用非线性土体单元、混凝土防渗墙用线性梁单元、墙与两侧的砂砾之间用摩擦接触单元等三种单元组成的非线性有限元法,分析了大渡河铜街子左深槽堆石坝的应力应变,论证了坝基深槽中的两条混凝土防渗墙都是偏心爱压构件,求得的应力能力一般混凝土所承受。     

用有限单元法研究回采工作面围岩散热

针对回采工作面围岩温度和围岩散热难以计算的问题,研究了动坐标下的导热微分方程以及该方程的有限单元求解方法和计算式,以ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了计算程序并进行了实例计算,实例证明,该方法可快速准确地计算回采工作面的围岩散热。     

基于收敛-约束法的软岩隧道初支时机估算——以义永公路枫坑隧道为例

围岩纵向变形曲线能直观、有效地反映隧道开挖过程中洞壁围岩变形受掌子面前端“空间效应”的影响,为支护结构施作的最佳时机提供理论依据。以某软岩大断面隧道为例,基于Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程（位移释放系数）,在综合考虑泊松比和弹性模量以及粘聚力、内摩擦角、爆破参数等提出优化改进;运用FLAC3D分析改进围岩纵向变形曲线方程的合理性和有效性。结果表明:（1）围岩纵向变形曲线方程与弹性模量以及粘聚力、内摩擦角呈非线性正比关系,与爆破参数呈非线性反比关系;（2）对比现场监测数据与理论计算数据发现Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程在x>=0段偏差较大,提出增加“扩大收敛函数”提高其精度,相关系数由原来的R-square=0.8左右,提高到R-square=0.95左右;（3）通过与数值模拟数据对比,改进后的围岩纵向变形曲线方程能更好的与其相吻合,证实了改进后的围岩纵向变形曲线方程更具有合理性和实用性;（4）提出围岩位移增量出现陡增点时的位移释放系数值为施加支护的最佳时机,得出Ⅲ级围岩在长台阶法施工施作时,距掌子面x=2.24m左右处开始施作支护为最佳,Ⅳ级围岩在采用CRD工法施作时,距掌子面x=1.47m左右处开始施作支护为最佳。     

材料模量对封闭式防渗墙负摩阻力的影响

为了研究材料模量对封闭式防渗墙负摩阻力的影响,以某黏土心墙堆石坝为背景,建立了有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯—张Et-μt模型,防渗墙与覆盖层之间的接触关键采用无厚度接触面模拟,进行了非线性有限元分析。计算结果表明:封闭式防渗墙上的负摩阻力的分布受材料刚度的影响较大,中性点位置随着防渗墙材料刚度地增加在不断地下移,增加到一定刚度时,中性点位置基本保持不变;随着材料刚度地增加,防渗墙上最大负摩阻力值不断的增加,开始增加的速率很快,后期变慢;封闭式防渗墙上竖向应力受负摩阻力的影响较大,材料模量越大,影响越显著。其研究成果可为以后工程设计提供参考。