MHB碎石化动力响应及其对邻近建筑和居民的振动影响

MHB碎石化技术广泛应用于改建工程中旧水泥混凝土路面破碎,但冲击破碎过程中对邻近建筑和居民的振动影响问题亟待解决.基于弹性理论和波动理论对冲击荷载下路面板的物理参数衰减规律进行推导分析;依托山东S245省道旧水泥混凝土路面改建工程现场振动监测试验,并结合ANSYS/LS-DYNA动力有限元数值模拟对不同影响因素下路面板的三向动力响应进行研究,探寻碎石化邻近建筑物水平安全距离和影响居民舒适度的临界距离.结果表明:MHB碎石化施工振动属于冲击型振源,振动以负幂指数形式衰减,且计算、实测和数值模拟结果曲线衰减趋势一致;随着冲程的增大,碎石化动力荷载峰值出现时间不断提前;振动速度峰值1cm/s可作为判断邻近建筑安全与否的控制指标;当重锤下落高度分别为0.8m、1.0m、1.2m时,临近建筑物水平安全距离分别为14m、18m、20m,影响居民舒适度的临界距离分别为24m、29m、和31m.     

基于SYSWELD的在役焊接径向变形数值模拟

采用焊接模拟软件SYSWELD研究壁厚、管径及熔池尺寸等因素对天然气管道在役焊接径向变形的影响。结果表明:发生烧穿的临界瞬时最大变形有时间效应;发生临界变形的时间随着壁厚的增大而增加,径向变形量减小;随着管径增加,径向变形量在同壁厚下逐渐增大;壁厚为4.5 mm时,小管径管道易达到临界变形量;壁厚为6 mm时,管径的增大降低了临界变形发生的可能性;当壁厚为7.5 mm,管径由254 mm增大到508 mm时,发生临界变形的可能性减小,而管径在508~1016 mm时,管径的增大增加了临界变形发生的可能性;内壁点的径向变形随着热源的靠近而增大,随着壁厚的增大而减小,但当壁厚增大到6 mm后,壁厚的增大对其不再有显著影响;熔池尺寸影响焊接修复同时刻时的径向变形量,达到临界变形量的时间与熔池尺寸成反比,表现出明显的熔池尺寸效应。     

油气管道缺陷漏磁检测试验

在油气管道检测中,缺陷的定量分析一直是个难题.通过试验研制了管道漏磁腐蚀检测器,在钢管(273mm,壁厚为14.3mm)上设计了系列缺陷,并采集了缺陷漏磁的相关信号.研究了管道缺陷漏磁信号的分布规律和缺陷的几何尺寸大小之间的关系,结果表明,缺陷漏磁场检测信号的两波谷间距、检测到信号的传感器数和信号峰谷值分别是缺陷长度、宽度和深度量化分析的重要特征量,并由此得出缺陷长、宽、高的计算方法.通过该方法对缺陷的漏磁信号进行量化分析,表明缺陷长度、宽度和深度的平均绝对误差分别为2.4mm、8.3mm和0.8mm.     

西气东输管道穿淮堤防质量隐患成因分析

西气东输管道工程是我国21世纪西部大开发战略的重点项目之一,该工程管道在安徽省蚌埠市怀远县常坟区境内穿越荆山湖行洪区和淮河河道,管线走向近东西向,东西岸堤防分别为淮河堤防的黄苏段和荆山湖段行洪堤.穿越淮河段管道总长为991m,入土角度为9°10″,出土角度为5°30″,曲率半径约为1500m,穿越最大深度在地表以下26.10m,穿越钢管直径为1016mm,壁厚26.2mm.定向钻头出土后,从小到大共进行5次扩孔和一次回拖,钻进和扩孔均有泥浆护壁.泥浆的粘度控制在60s,泥浆压力为2.0MPa,成孔后直径为1120mm.     

浅谈建筑楼房外部给水管道的施工

本文以楼房建筑室外给水管道施工管理为主题,从合理适用的角度出发,对给水管道在设计施工时所涉及的平面布置、管材材料、管径大小、埋置深度等问题进行剖析,以便为广大业内同行日后在从事类似工程控制时能起到一定的参考借鉴。     

钢管-水泥土组合桩的抗拔性能

针对传统抗拔桩承载能力的局限性,根据劲性搅拌桩施工及荷载传递特点,提出钢管-水泥土组合抗拔桩形式,并借助ANSYS数值模拟软件,分析钢管直径及壁厚对组合桩承载能力及破坏模式的影响。结果表明:钢管直径对组合桩的抗拔性能影响显著。钢管直径小于0.4 m时组合桩的承载力增幅很大,达到0.4 m时承载力接近极限值;钢管直径为0.3~0.4 m时组合桩破坏模式较合理。钢管壁厚对组合桩的抗拔性能影响较小。壁厚为10 mm时组合桩的极限承载力增幅较大,钢管壁厚宜取10 mm。钢管壁厚不影响组合桩的破坏模式,破坏均发生在钢管与外桩界面。该研究为改善水泥土搅拌桩的抗拔性能提供了参考。     

公路用玻璃钢夹砂管道径厚比优化

为解决公路用玻璃钢夹砂管管壁厚度设计缺乏标准与依据的问题,通过对玻璃钢夹砂管道试样进行压缩性能试验、拉伸性能试验获得不同管壁厚度的基本力学参数;结合在役玻璃钢夹砂管道的现场静载试验,得到在车辆荷载作用下玻璃钢夹砂管的变形规律,采用ABAQUS软件建立玻璃钢夹砂管道在车辆荷载作用下的数值分析模型,以路面基层材料劈裂强度值及管道最大允许变形量为控制指标,研究不同管道内径、不同管道埋深8种工况下玻璃钢夹砂管道的径厚比的最优取值。研究结果表明:管道的最优径厚比与管道内径及管道覆土深度有关,当管道内径为1.0m,管道覆土深度分别为1、1.5、2m时,管道的最优管壁厚度范围分别为20~25、25~30、32~37mm,最优径厚比范围分别为40~50、33~40、27~31;当管道内径为1.5 m,管道覆土深度分别为1、1.5、2m时,管道的最优管壁厚度范围分别为28~33、32~37、35~40mm,最优径厚比范围分别为45~53、40~46、37~42;当管道内径为2.0m,管道覆土深度分别为1.5、2m时,管道的最优管壁厚度范围分别为35~40、40~45mm,最优径厚比范围分别为50~57、37~44。在保证道路整体结构以及管涵自身结构安全的前提下,可根据管道内径以及管道覆土深度选择最经济的管壁厚度,从而节省管道原材料成本,减小玻璃钢夹砂管涵洞工程的造价。     

钢结构现浇楼板施工中快速拼装模板体系

针对目前几种常用模板支撑体系存在的不足,提出了一种适用于钢结构建筑现浇楼板的新型快速拼装模板支撑体系,即悬挂式模板支撑体系.通过理论计算与试验测试,对悬挂式模板支撑体系的力学性能进行了系统研究,在保证模板支撑体系中的所有构件在施工中不发生塑性变形且有足够的刚度与稳定性的前提下,所确定的具有标准化尺寸的L型钢挂件、定位钢板与定位螺栓可以很好地应用于常用柱网在5.5~12.0,m之间的楼盖施工.对于方钢管龙骨,在确定其标准化截面尺寸后,考虑3种壁厚(5,mm、10,mm和15,mm),研究表明,5,mm壁厚的方钢管龙骨可适用于5.5~7.0,m的柱网楼盖施工,10,mm壁厚的方钢管龙骨可适用于5.5~9.0,m的柱网楼盖施工,15,mm壁厚的方钢管龙骨可适用于5.5~12.0,m的柱网楼盖施工.     

负压作用下PVC-U管失稳因素的分析

为了研究薄壁PVC-U在管内负压作用下失稳破坏的因素,选用规格为Φ160×3.2(mm)/0.32 MPa和Φ160×3.5(mm)/0.4 MPa PVC-U管进行了管道负压破坏试验,并进行破坏过程的数值模拟。试验及模拟结果表明:造成PVC管道负压破坏的原因是管壁环向压应力超出屈服应力时,管壁材料破坏,管壁纵断面旋转,表现出管壁结构失稳变形;管壁弯曲应力的增加是造成环向压应力增大的重要原因;管道的失稳压力随着径厚比和初始椭圆率的增大而显著减小,也随管长的增加而减小;对于壁厚为3.2 mm的管道,管长超过1.2 m时将会负压(-0.1MPa)失稳,而对于壁厚为3.5 mm的管道,管长超过1.4 m时将会负压失稳。研究结果为合理的进行管道加固提供理论依据。     

复杂应力状态下埋地大口径管道沉降分析

结合上海轨道交通7号线5标区间隧道在盾构推进施工过程中所遇到的复杂问题,探讨复杂状态下大口径埋地管道在受扰动情况下由于土体二次固结而引起的沉降问题.运用非全固结-梁理论和里茨差分法分析大口径埋地管道的沉降随地基系数、埋置深度、管道自身管径以及盾构与污水管距离的变化趋势,分析管道管节间搭接的安全性.通过理论分析,对其他工程中埋地管道及地铁隧道在土体固结沉降和二次固结沉降等问题的解决提供帮助.     

模拟不同通风方式下综合管廊热力舱热力管道最佳通风区

以内蒙古包头市某综合管廊为研究对象,通过实验与计算流体动力学(CFD)数值模拟相结合的方法研究了在不同通风方式下管廊热力舱内不同管径的热力管道所对应的最佳通风区。结果表明:两种通风方式通风区的长度随着热力管道管径的增加而增加,自然通风、机械排风通风方式下管径为300、400、500、600 mm时最优通风区分别为160、166、178、200 m时可满足巡视人员舒适度要求;在机械送风、机械排风通风方式下,管径为300、400、500、600 mm时最优通风区分别为360、370、385、400 m时即满足要求。该研究对综合管廊实际通风设计有一定指导意义。     

埋地输气管道爆炸驱动的路面动力响应分析

为探究埋地输气管道爆炸驱动下的路面动力响应规律,利用ANSYS软件模拟仿真天然气管道爆炸过程,通过改变管道埋深、壁厚、敷设夹角三个主要因素得到道路不同点处超压峰值,与安全评定准则相对比得出人和物安全指数。研究结果表明：管道埋深对道路超压峰值影响显著,在单一变量改变下,道路超压峰值随着埋深增加而减小,埋深超过5m时,爆炸冲击波不足以破坏路面且对人和建筑物造成影响;管道壁厚改变时道路超压峰值呈现“增加-减少”趋势,壁厚为15mm时,超压峰值达到顶峰,当壁厚达到20mm后,爆炸冲击波不足以对人和物形成伤害;管道敷设夹角改变时道路超压峰值呈现“减小”的趋势,管道爆炸点正上方处无安全敷设角度,当敷设角度为60°时,道路其余位置均处于安全范围。     

脱空钢管混凝土短柱偏心受压破坏形态试验研究

对脱空率为0～1.24%、外径为168 mm、壁厚为5 mm、长为500 mm、内填C50混凝土的钢管混凝土短柱进行偏心受压试验.试验结果表明:短柱承载能力和破坏形态与脱空率和加载位置密切相关,脱空率越大,短柱承载能力下降越多、偏心侧的挠度越大;在脱空侧偏心加载时,脱空侧钢管出现凹陷,如脱空率较小,脱空钢管凹陷至混凝土断面,钢管壁局部凹陷使构件产生缺陷,导致构件承载能力降低;若脱空率较大,脱空钢管未凹陷至混凝土断面,构件因脱空处的混凝土破坏而整体承载能力下降;在非脱空侧偏心加载时,则未观测到脱空侧钢管凹陷.研究成果可为相关工程设计提供参考.     

斜坡海床上管道位置对其周围冲刷影响试验

斜坡海床上不同管道位置会引起不同冲刷,会对海床形态演变产生影响,因此管道周围的海床床面变化对于管道的铺设极为重要。在波浪水槽中,采用中值粒径为0.38 mm 原型沙铺设1∶15坡度的底床模型进行试验,测量波浪作用下不同管道位置的床面形态。通过测量和计算管后冲刷坑深度、沙坝和沙坑到坡脚的距离,分析管道位置对沙质斜坡海床上床面形态演变的影响规律。试验结果表明,管道存在使波浪在破碎点附近波高增加,管道搁置在相对水深比Δ=0.36处与无管条件相比,波高增加幅度接近10%;随着相对水深比Δ减小,管后冲刷坑最大值先减小后增大,管道搁置在Δ=0.47处,管后冲刷坑最大值约为0.2倍管径,对床面形态影响最小;随着管道距离破碎点越近,形成的沙坝位置向岸方向移动。     

地铁深基坑支护结构钢支撑力学参数研究

基于岩土数值软件MIDAS GTS NX,建立考虑土体与深基坑相互作用的三维计算模型,并通过模型分析钢支撑预加轴力及刚度等力学参数对深基坑支护结构变形的影响,根据参数分析对钢支撑施工方案进行优化设计。结果表明:预加轴力为设计值的50%~150%,并且钢支撑直径为609 mm、壁厚为14 mm和直径为609 mm、壁厚为16 mm时对基坑支护结构变形和周边地表沉降的限制作用较好;经过优化后基坑地下连续墙的水平位移和周边地表沉降虽有微弱增加,但都处于监测安全范围值以内,同时节省了大量工程成本。     

输气管道滑坡灾害影响因素敏感性分析

为保证输气管道在滑坡灾害下能够安全运行,需对输气管道滑坡灾害进行影响因素敏感性分析,以识别出管道应力与影响因素之间的敏感状况.利用ABAQUS有限元软件建立输气管道滑坡灾害数值分析模型,计算出管道的最大Mises应力值;应用敏感性系数分析法分析了输气管道滑坡灾害的主要影响因素,得出主要影响因素与管道应力之间的变化规律.计算结果表明,管道在横穿滑坡区域时,除管道壁厚与管道应力呈反向变化关系外,滑坡宽度、内摩擦角度、土体黏聚力、管道埋深和管内压力都与管道应力呈正向变化关系;管道壁厚为影响管道应力的关键因素,其余各因素敏感性从强到弱的排列顺序为,滑坡宽度土体黏聚力内摩擦角管内压力管道埋深.     

水电站压力管道最优管径序列的确定

水电站压力管道的管径通常分段用解析法计算确定,由此所得的管径序列不能确定为最优序列.本文对用动态规划法决策露天钢管最优管径序列的方法进行了探讨,在该法的优化计算中,将具有N管段的管径作N维设计变量考虑、取整个管道的年费用最小为计算准则,而管道中的水击压力分布和流量过程则通过迭代计算同时确定.文中列有某工程算例的一些结果.计算表明该法所得最优管径序列可信,结果较解析法精确,计算工作量较枚举法小得多,是一种可靠而有效的确定最优管径序列的方法.     

毫米级光滑圆管内爆轰波起爆距离实验研究

由于在脉冲爆轰发动机进口端设置微孔可有效促进爆轰起爆,故通过高速相机拍摄在初始压力为10–100kPa下等当量比丙烷/氧气的火焰传播过程研究了毫米级圆管中缓燃向爆轰转捩（deflagration to detonation transition,DDT）距离,实验在长为1930mm,管径分别为0.5、1、2、4mm的管道中进行。实验结果表明：面积发散（ξ）效应导致DDT距离与管径和初始压力不同的变化关系,当初压低于60kPa以下时,DDT距离与管径呈线性关系,而当初压在60kPa以上时,DDT距离大致在100-200mm,随管径的变化并不明显。而在同一管径下,DDT距离随初始压力的增大而减小且呈现反比关系,这与大尺度下DDT距离与初压的关系相似。最后,通过讨论边界层厚度对DDT距离的影响得到区分大小尺度DDT模式的临界值。     

混凝土和钢管的力学性能和变形特点研究

对强度分别为54 MPa、83 MPa、116 MPa的混凝土和壁厚分别为1．0 mm、2．0 mm、4．7 mm的钢管力学性能和变形特点进行了研究。结果表明:混凝土强度越高,应力-应变关系线性段比例越高,横向变形越小,说明越接近均质材料。在受压条件下壁厚4．7 mm的钢管屈服后,荷载仍缓慢上升;壁厚2．0 mm钢管,达极限荷载后缓慢卸载,而壁厚1．0 mm的钢管在弹性阶段达极限荷载后突然卸载,表现为弹性失稳破坏。用澳大利亚标准AS4100-1900计算薄壁钢管的强度最为准确。     

高速公路改扩建路基开挖临空面安全控制标准

为合理控制高速公路改扩建施工时开挖临空面后的路基稳定性和行车安全,通过建立有限元仿真模型,全面分析了临空面开挖高度、车辆荷载作用位置以及路基土质对开挖临空面路基工作状态的影响,对粘性土、砂性土和碎石土3种不同土质的路基、不同工况条件下的开挖临空面路基稳定系数进行了计算,在此基础上提出了高速公路改扩建路基开挖临空面安全控制标准。结果表明：临空面开挖高度和荷载作用位置对路基稳定性影响较大,临空面高度应控制在2.0m内,路侧安全距离应为1.5～2.0m;路基土质对路基稳定性影响相对较小,粘性土路基稳定性最好,依次是砂性土和碎石土;根据路基稳定系数的差异性,将路基高度分为：小于1.0m,1.0～1.5m,1.5～2.0m,2.0～3.0m和3.0～3.5m这5个等级,以稳定系数1.80为控制指标,制定了路基开挖临空面安全控制标准。