输水隧洞建造过程中泵送混凝土管道的冲蚀机理

采用数值模拟方法对龙开口水电站1号输水隧洞混凝土泵送过程中管道冲蚀磨损问题进行研究。利用离散相模型(DPM)分析泵送管道的冲蚀磨损机理,结合1号隧洞实际泵送混凝土的情况来验证数值模型是否正确。通过模拟从整个管道固相体积分数分布与弯管出口处的压强变化等特征理解其内在的多相流动规律,模拟得到的弯管最大冲蚀磨损部位与实际泵送过程中的磨损部位吻合较好。说明DPM冲蚀模型能准确预测泵送管道的磨损特性,可为泵送混凝土施工提供理论参考。     

低浓度多相流管道冲蚀磨损数值模拟

液固多相流冲蚀磨损会严重影响管道的使用寿命。以某输油管线设计为研究对象,运用Fluent软件中的Mixture-DPM双向耦合模型研究低浓度颗粒的油水多相流管道流场变化,分析集输管线整体冲蚀速率分布,得到了不同管件冲蚀磨损较严重的区域。为了进一步研究冲蚀磨损的影响因素,选取3种不同的入口流速及原油含水率进行综合对比分析,结果表明：不同管件的冲蚀磨损区域各不相同;90°弯管磨损区域主要集中在外拱壁面,三通管磨损区域主要位于下支管右壁面,渐缩管磨损区域主要位于喉部区域及出口处,盲三通在盲端1/3处形成小型旋涡,且磨损区域主要位于盲端与下支管相贯线区域以及下支管右壁面处;冲蚀速率随入口流速的增加呈指数型增长,指数系数为1.89;随原油含水率增加,冲蚀速率呈倒"U"形变化,当含水率为20%时,冲蚀速率达到最大值。     

引滦入津输水隧洞混凝土裂缝处理探讨

介绍了引滦入津输水隧洞工程概况,基于对衬砌混凝土裂缝的两期补强加固治理,提出了一套较为合理完整的裂缝处理方案。     

管道冲蚀液-固数值模拟的研究进展

在石油和天然气行业中,管道输送系统的弯管和管汇处极易受到固体颗粒的冲蚀,从而导致管道内承受高压能力削弱,加大了在传输过程的风险。本文首先对固体颗粒冲蚀机理的发展历程进行了回顾,总结了现阶段固体颗粒冲蚀磨损行为的研究现状,概述了塑性材料和脆性材料冲蚀理论模型。其次,分别从液体流动属性和固体颗粒流动属性两个方面对冲蚀的影响因素进行了阐述,评价了各湍流模型和冲蚀模型的优势和适用范围。随后,综述了国内外流体仿真软件在管道冲蚀模拟的研究进展。从弯管到管汇,再到高压泵和旋流分离器等,模拟对象有着复杂的几何形状;网格划分由不变形到可变形,再到无网格划分,大大增加了计算的模拟精度。最后,提出冲蚀模拟仿真在管道行业的下一步研究和发展方向。为今后的整体管道系统冲蚀预测和位置布局设计提供参考。     

某输水隧洞应力分布规律

利用ANSYS软件,对某输水隧道某段围岩的稳定进行了有限元计算和分析,探讨了围岩应力场的分布规律,为该工程施工提供了合理的支护计划,该规律将对工程施工具有一定的指导作用.围岩应力分布规律的研究结果,对隧洞施工、尤其是采用TBM施工具有实际价值,该成果的应用也将会提高TBM施工的工效及可观的经济效益.     

电站锅炉管道冲蚀磨损机理及防护技术

冲蚀磨损是电站锅炉对流受热面管道泄漏的主要原因之一,占到锅炉事故的75%以上。在分析研究燃煤电站锅炉管道冲蚀磨损机理的基础上,综述了国内外用于高温抗冲蚀热喷涂防护涂层的研究和应用进展,并提出了用热处理的方式对管道材料进行防护的试验方法。     

浅谈某输水工程输水管道管材的选择

本文通过对常用管材的介绍,结合工程实际,提出管材选择的原则与要求,根据本工程实际经验,分析管材选用的基本要求,并通过实例说明所选管材的可行性及实用性,对输水工程输水管道管材的选择具有一定的指导作用。     

浅谈输水隧洞预应力钢筋混凝土衬砌施工

本文浅谈输水隧洞预应力钢筋混凝土衬砌施工的方法.     

输水隧洞盾构施工防水措施浅谈

本文以输水隧洞盾构法施工时常出现的渗漏水问题,提出了在施工过程中的防水技术要求及关键部位的防水措施,可供同类施工工程参考。     

高速铁路隧道岩溶突水发生机理研究

针对高速铁路隧道经过岩溶发育段频频发生突水、突泥的现状,以油坊坪隧道岩溶突水为研究背景,对其突水机理展开了理论及数值计算研究,建立了油坊坪隧道岩溶突水的两类力学模型,对两类模型的力学失稳机理展开了理论推导,将理论推导结果应用于油坊坪隧道岩溶突水现场,理论计算结果与隧道现场突水情况相一致。通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行了数值分析计算,计算结果表明,隧道未开挖时,隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道;隧道开挖后,岩溶通道彻底打开,岩溶管道渗流朝管道临空面,隧道环向渗流矢量均朝隧道中心;对岩溶管道进行注浆处治并施加衬砌后,孔隙水压力发生明显降低,岩溶通道的一定范围外的左下侧、右侧易沿矢量集中位置形成渗流通道,可以将该范围视为需注浆加固处治区域。     

隧道开挖诱发富水有压溶洞破裂突水过程数值模拟

在岩溶地区修建隧道，溶洞将引起隧道围岩的变形、开裂和失稳，常常诱发隧道突水突泥灾害。从力学角度对岩溶隧道突水突泥机理研究对隧道突水突泥灾害及时预报和有效治理具有重要意义。通过岩石破裂过程分析程序（RFPA），用数值模拟方法对隧道施工诱发隐伏有压溶洞破裂突水过程中的应力场、位移场和声发射等特征进行了系统研究，研究结果加深了对有压溶洞随着压力增加引起隧道突水过程机理的理解，为该类型溶洞的预报和治理提供了参考依据。     

沉管隧道基础灌砂模拟试验

基于相似理论与模拟试验,对沉管隧道基础灌砂的主要参数进行了研究;重点介绍了模拟试验的模型设计、试验流程、试验重点注意事项与试验技术要求,通过试验取得了所需的第一手数据,在对试验成果进行总结分析的基础上,对灌砂施工的主要参数进行了验证分析,其成果可为后续沉管隧道的基础灌砂施工提供参考与借鉴。     

浅埋油气管道隧道施工对潜在滑体稳定性影响分析

结合中缅油气管道某隧道洞口边坡的工程特征,采用现场调查、数值计算和原位监测等方法系统研究浅埋油气管道隧道施工对潜在滑坡体稳定性影响,详细分析了隧道开挖前后坡体塑性区的分布特征,提出加固措施并对施工期及工后坡体表层和深部位移进行长期监测.结果表明:隧道开挖导致塑性区的分布向边坡中下部转移,最大剪切应变增至开挖前4倍,坡体滑动风险增大;提出了拆迁坡脚房屋、修筑截排水沟、封堵地表裂缝和优化隧道施工工艺的加固方案;位移监测结果表明,坡体在施工期间呈蠕动变形状态,工后水平累积位移逐渐收敛,坡体基本稳定.     

大直径有压输水隧洞伸缩缝密闭性试验

为了增强地下有压输水隧洞运营的安全性,隧洞伸缩缝密闭性检测就成了不可或缺重要手段。以北京市南水北调输水隧洞工程为背景,通过现场反复试验研究了一套整体性、可行动性强的大直径隧洞伸缩缝检测装置,该装置包括“门架+丝杆+钢拱架”一体化支撑体系和“中空弧形凸起凹槽式”断面天然橡胶圈密封腔体系。结果表明：一体化支撑体系操作简便,可重复利用,检测周期短;“中空弧形凸起凹槽式”断面的天然橡胶圈不仅增大了橡胶的压缩量也提高了与混凝土表面的贴合度,结合一体化的支撑系统,提升了密封腔的密闭性,达到了密闭性检测的目标。同时,在现场试验应用的基础上,对检测装置支撑体系提出了进一步优化建议,为后续更快捷的检测有压输水隧洞伸缩缝密封性提供参考依据。     

隧道与溶洞间复合围岩抗水压能力数值模拟研究

针对平行导洞扩挖施工导致隧道与溶洞间围岩安全厚度不足问题,将围岩与注浆结石体、衬砌结构与注浆结石体视为复合围岩,采用岩石真实破裂过程分析软件（Rock Failure Process Analysis, RFPA）软件对复合围岩破裂突水演化过程进行数值模拟,探讨了不同厚度和类型复合围岩的抗水压能力。结果表明：复合围岩破坏分为外层注浆结石体破坏和内层围岩破坏两个阶段;围岩、注浆结石体厚度越大,复合围岩抗水压能力越高;施作初期支护和二次衬砌将显著提升复合围岩抗水压能力,当二次衬砌厚度为1.2 m时,抗水压能力可提高至4.44 MPa,为新圆梁山隧道穿越2#溶洞施工合理选择临时二次衬砌参数提供依据。     

钻杆内加厚过渡区岩屑颗粒冲蚀的模拟与试验验证

针对目前钻井工程中钻杆内加厚过渡区岩屑颗粒冲蚀严重的现状,采用数值模拟方法对钻杆内加厚过渡区内钻井液流动和岩屑颗粒冲蚀问题开展研究,并采用全尺寸铝制试件进行冲蚀试验来验证模拟计算结果.结果表明:钻井液进入公接头内加厚区域后,流体静压经历了先增大后减小而后再增大3个阶段;钻井液从钻杆本体进入公接头内加厚区域后,流速迅速增...     

高水位隧道衬砌临界水头数值计算

选取2种典型隧道断面,对其所能承受的极限水头值进行分析。计算结果表明:1对设计时速250 km/h的客专双线隧道,当衬砌厚度分别为t=30 cm、50 cm时,素混凝土衬砌均不能承担任何水压力荷载,C30钢筋混凝土衬砌能承受的极限水位分别为11.2 m、34.2 m;2对设计时速200 km/h的单线铁路隧道,当衬砌厚度分别为30 cm、50 cm、60 cm时,素混凝土衬砌能承受的极限水头分别为0 m、1.0 m、5.5 m,C30钢筋混凝土衬砌能承受的极限水头分别为26.0 m、55.2 m、73.5 m;3隧道形状对所承受的极限水头值有较大的影响,单线铁路隧道比客专双线隧道更有利于承受水压力;4对于高水位隧道,应该采取"以堵为主,限量排放"的措施,降低衬砌水压力,使设计既安全又经济。     

岩溶隧道突水灾变过程分析及控制技术

采用现场调查、模拟实验、理论分析与现场监测相结合的研究方法,对圆梁山隧道岩溶突水特征及突水机理进行了系统研究,揭示了隧道岩溶突水是受岩溶充填物、水压与隧道围岩塑性区范围等因素影响的渐进破坏过程.针对圆梁山隧道揭露的5个岩溶,分别制定了有效防治岩溶突水的关键技术对策.