挤土桩研究现状

随着城镇化的不断发展,对于桩基工程提出了越来越高的要求。挤土桩凭借其无振动、噪声小、污染少、施工速度快、质量可靠、经济实惠、承载力高以及成桩质量有很好的保证等优点而得到广大工程建设者的青睐,并投入了广泛的使用。该文概述了挤土桩的理论研究价值及工程意义,结合国内外研究现状,并针对静压桩、螺旋灌注桩和螺旋挤土桩的特点进行阐述与比较,综合对比室内试验和数值模拟实验,认为螺旋挤土桩施工简便、经济划算与环境友好,有着广阔的发展前景。     

灌注桩的成孔型式对桩侧摩阻力影响的研究

通过现场试验和室内模型试验,采用空底桩单桩竖向抗压载荷的方法测定桩侧摩阻力。研究结果表明,灌注桩的侧摩阻力会随着桩周土密实度的增长而提高;挤土成孔桩和螺旋灌注桩的侧摩阻力相对于非挤土桩有了明显提高;给出了非挤土挖孔桩、挤土成孔桩和螺旋挤土桩的极限侧摩阻力的计算。研究成果用以指导桩基础的设计和施工,能使之达到经济合理的目的。     

挤土桩在深厚砂层中的挤密效应对邻桩施工的影响分析

挤土桩在深厚砂层中的挤密效应对邻桩施工的不利影响是使相邻桩基难以达到预定深度、单桩承载力设计值降低,甚至断桩、桩头破裂等.增大桩间距和预引孔的方式是减少挤密效应的两种可行的方式.     

可变式支盘扩底植入桩试验研究

介绍了挤土桩、非挤土桩、部分挤土桩各自的成桩原理及其局限性。可变式支盘扩底植入桩属于部分挤土桩，其可行性试验结果表明，这是一种承栽力高、适用范围广、质量易于控制、节约造价、工期短、施工噪声低的新型桩型。     

防挤槽在沉桩挤土中效果的有限元模拟

本文基于有限元软件,建立了考虑桩土相互作用、几何大变形、材料非线性的沉桩挤土有限单元法模型,得到了设置防挤槽对沉桩后桩周土体位移和应力分布规律的影响。防挤槽槽前土体水平向失去约束,在桩的挤压作用下,土体运动主要表现为水平位移,竖向则表现为轻微下沉;防挤槽的存在能有效地减少槽后的土体位移,但在槽深范围内效果明显,而槽底以下的挤土位移场和无槽时差别不大。     

挤土桩对周围环境的影响及防治对策

在软土地基中进行挤土桩施工所产生的挤土效应对周围环境会产生相当严重的影响,由于问题的复杂性,至今仍然没有获得满意的结果.文章在对挤土桩的贯入挤土机理分析的基础上,阐述了挤土桩施工可能产生的危害,探讨了减小挤土效应危害的对策.     

不同成桩工艺对支盘桩承载性能影响的模型试验研究

介绍了新型变直径灌注桩——挤扩支盘桩和旋扩珠盘桩的工作原理、主要优缺点.设计了模拟挤扩和旋扩成盘的模型试验方案并进行了一系列的模型试验,根据试验结果分析了新型变直径灌注桩在承载和抵抗变形方面与普通等直径桩相比的优越性,同时还比较了挤扩和旋扩这两种不同施工方法对变直径桩承载力和变形的影响,讨论了它们在荷载传递上的区别.研究表明,挤扩成盘时由于施工期间挤密盘周土体使盘的承载力高于旋扩成盘的承载力,从而使挤扩支盘桩盘的承载作用大于旋扩珠盘桩的承载力,同时前者盘的作用也要明显大于后者,因此在设计和施工时应充分注意各自的特点.     

南通大学图书馆挤扩多支盘桩的施工技术

针对在粉质粘土中进行挤扩多支盘灌注桩施工难度大,且在南通地区尚无先例的问题,制定了合理的施工工艺流程.从桩孔定位、钻进参数选择、孔深控制、泥浆性能参数、灌注混凝土高度控制等方面说明了挤扩多支盘桩在这种地质条件下的施工技术要点.通过采取各项有效措施,从技术上保证了成桩质量.施工结果为在南通地区的地质条件下实施挤扩多支盘灌注桩施工提供了有益的参考价值.     

南通大学图书馆挤扩多支盘桩的施工技术

针对在粉质粘土中进行挤扩多支盘灌注桩施工难度大,且在南通地区尚无先例的问题,制定了合理的施工工艺流程.从桩孔定位、钻进参数选择、孔深控制、泥浆性能参数、灌注混凝土高度控制等方面说明了挤扩多支盘桩在这种地质条件下的施工技术要点.通过采取各项有效措施,从技术上保证了成桩质量.施工结果为在南通地区的地质条件下实施挤扩多支盘灌注桩施工提供了有益的参考价值.     

也谈钻孔灌注扩底桩施工技术

钻孔扩底灌注桩是把按等直径钻孔方法形成的桩孔钻进到预定的深度,换上扩孔钻头后撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切削地层扩大孔底,成孔后放入钢筋笼,灌注混凝土形成扩底桩以获得较大垂直承载力的施工方法。本文结合工程实例探讨软土地区大直径钻孔扩底灌注桩施工保证成桩施工质量的主要施工技术。     

基于机械系统动力学自动分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析

钻柱在高曲率、长水平段的水平井中与井壁接触状态十分复杂,接触状态又直接影响钻进过程中钻柱的摩阻扭矩,进而影响井的延伸极限。因而,较准确、全面描述全井钻柱系统与井壁的接触状态是保证钻柱摩阻扭矩分析结果可靠的前提。基于ADAMS软件,结合力平衡理论、Hertz接触理论和相似原理,建立了与真实测试试验装置具有一致钻井参数的水平井全井钻柱-井壁动态非线性接触模型,分析了全井钻柱接触力分布情况,研究了起钻速度、下钻速度、钻压和转速对接触的影响规律。结果表明：接触力峰值出现在弯曲段;起、下钻速度均对弯曲段钻柱接触状态影响明显,速度相同时起钻比下钻时接触力大;增加钻压可减小全井钻柱的平均接触力;钻柱旋转会在水平段中前部出现小幅密集接触。仿真结果为钻柱摩阻扭矩测试试验装置提供了合适的钻柱与井壁的接触力测量位置,便于利用该装置开展钻柱摩阻扭矩等相关研究。     

曹妃甸油田浅层大位移井管柱作业极限分析与优化设计

在浅层大位移钻井中,井下管柱上产生高摩阻扭矩,管柱作业极限问题突出,急需开展大位移井管柱作业极限分析与优化设计的研究。基于管柱平衡微分方程,综合考虑接触力、摩阻力、管柱内外钻井液等因素影响,建立管柱摩阻扭矩计算模型;以井眼延伸长度为目标,考虑地面和井下各种约束因素的影响,建立管柱作业极限的预测模型。针对曹妃甸油田一口浅层大位移井,计算不同工况下管柱摩阻扭矩,预测管柱作业极限,并提出优化设计方案。结果表明,采用滑动钻进技术无法达到设计井深,采用旋转钻进技术可达到设计井深,但存在一定的风险。提升钻机性能后,采用旋转钻进技术可安全达到设计井深;优化井身结构后,采用滑动钻进技术并辅以减摩措施可达到设计井深。     

斜直井中扭矩和轴力共同作用下钻柱的屈曲问题

利用能量方法研究了轴向载荷和扭矩共同作用下钻柱的屈曲问题 ,着重研究了扭矩对钻柱屈曲的影响 ,理论分析和实验验证均发现 ,轴向载荷、井斜角和扭矩是影响钻柱屈曲的重要因素。当其他条件相同时 ,钻柱的屈曲载荷随井斜角的增加而增加 ,呈非线性 ;扭矩使钻柱的屈曲载荷明显降低 ,并且随井斜角的增大 ,降低的幅度减小 ;扭矩值越大 ,钻柱的刚度越小 ,钻柱屈曲载荷的降低程度就越显著。     

基于钻柱动力学的井筒摩阻系数预测与应用

井筒摩阻系数是钻井设计和施工阶段准确预测和控制摩阻扭矩的关键因素,对比摩阻扭矩的实测值与预测值可预防钻井事故的发生。为此,基于钻柱动力学摩阻扭矩计算模型,结合近钻头多参数测量仪实测数据,开展了大斜度井实钻条件下套管段和裸眼段摩阻系数的预测方法研究,结果成功应用于同类型邻井的三开钻进阶段摩阻扭矩分析与控制。现场应用结果表明,实钻井筒套管内摩阻系数0.27~0.29,裸眼段摩阻系数0.39~0.41,均高于经验值;案例井钩载和扭矩预测值与实际值的误差满足施工精度要求,依托摩阻扭矩预测图版实时监测实钻摩阻扭矩的异常变化,保障了该井顺利施工。研究结果可为大斜度井钻机设备优选、井身剖面优化和现场钻井施工方案决策等提供科学依据。     

地基塌陷过程中埋地管线的有限元分析

地基塌陷往往影响埋地管线的正常使用和安全,针对这一课题,在室内模型箱试验的基础上采用Ansys软件建立有限元模型,应用单元生死技术模拟了土体塌陷范围不断扩大的过程,得出随着地基塌陷埋地管线内应力及沉降的变化过程曲线。通过与室内试验数据对比,证明了本数值模拟方法的可行性。进而又通过图像分析找出了管线的控制截面及控制力,并研究了埋地管线的壁厚和下卧层土体刚度在地基塌陷过程中对管线变形的影响规律,得到了一些具有工程实际意义的结论,为沉陷区域埋地管线设计和数值分析提供理论依据。     

立式TMR搅拌机的混合原理及其搅龙参数的设计

为给饲料搅拌机的设计和试验研究提供理论依据,本文分析了立式TMR饲料搅拌机的结构、特点及其混合原理,对其相关部件的参数进行了设计,特别时其核心部件——锥形搅龙的结构参数及其工艺参数进行了理论分析,据此设计丁立式TMR饲料搅拌机试验样机,并确定了搅龙结构参数与搅龙转速之间的相互关系,通过分析确定了在给定的搅龙结构参数下,搅龙的临界转速范围为27～68r／mim转速。     

煤矿电钻电动机的优化设计

采用非线性规划方法对矿用电钻电动机的优化设计进行了较为深入的研究。利用“惩罚函数”法（ＳＵＭＴ）进行了数学模型的处理，采用并改进了Ｈｏｏｋｅ－Ｊｅｅｖｅｓ的模矢搜索法及Ｐｏｗｅｌｌ的共轭方向法，还提出一种随机搜索法。进行了大量的优化计算及分析研究，并给出了ＭＺ－１２Ａ电钻电动机的优化实例，结果在外型尺寸不变的情况下，功率由１．２ｋＷ提高到１．５ｋＷ，功率提高２５％，文中对各种优化方法进行了分析和比     

多相流下剪切阀连续波发生器水力转矩参数化建模与分析

振荡剪切阀连续波发生器具有信号传输速率高、鲁棒性强的特点，具有广阔的应用前景，而对于作用于剪切阀转子的水力转矩规律不明确制约了其发展。目前关于多相流影响下作用于任意形状振荡剪切阀阀口的水力转矩的研究尚不充分，对于水力转矩的变化规律尚不明确。本文基于流体动量定理，采用有限元方法，建立了分流量负载转矩分析模型，并采用计算流体力学(CFD)仿真加以验证，并分析了井深及钻井液性质对于水力转矩的影响，得到如下结论：(1) 作用于振荡剪切阀的水力转矩呈先增大后减小趋势且方向始终为使通流面积最大的方向，(2) 水力转矩随井深的增加略有减小，(3) 水力转矩随固相含量和液相密度的增加而增大，(4) 钻井液气相含量对水力转矩的影响很小。本研究结果可为剪切阀连续波发生器设计提供理论参考。     

微钻头CAD系统的开发及基于系统的建模

运用几何学及运动学原理,建立砂轮、螺旋槽和后刀面的数学模型,在数学模型的基础上利用坐标变换开发了钻头的CAD系统.利用该系统,求得在给定刀具(砂轮)具体形状的条件下钻头螺旋槽截面形状的数据,结合后刀面刃磨参数,建立钻头的三维实体模型.该系统的开发为钻头的结构优化设计提供了直观的、易操作的系统,简化了钻头设计过程;同时也能为钻头的强度和刚度分析提供精确的实体模型.     

无缝换乘地铁车站的地震响应特性研究

为探究无缝换乘地铁车站的地震响应特性,提高对此类车站结构抗震性能的认识,首先开展此类车站结构缩尺模型的振动台试验.试验方案设计包括试验模型的制备、试验测点的布设与采集、试验加载工况设计;随后对模型试验过程进行三维有限元数值模拟.通过对比数值模拟与实测结果,分析模型土的加速度响应规律、结构模型的应变和内力响应规律以及侧墙上的土压力响应规律.结果表明:数值结果与实测结果吻合较好,验证了本文建模方法的合理性;对于无缝换乘地铁车站结构模型,车站交叉端部对车站结构构件的变形、内力以及周围土层影响明显,而当与车站交叉端部的距离超过1.5倍的车站结构宽度以后,影响基本消失.上述结论可为复杂地铁车站地震分析的三维计算方法以及此类型车站结构的抗震设计提供有力支持.