螺旋挤土桩下旋成孔过程的颗粒流数值模拟

螺旋挤土桩在国际桩基工程领域占据着重要的地位,为了深入研究螺旋挤土桩下旋成孔过程的力学特性,运用颗粒离散元方法对螺旋挤土桩下旋成孔过程进行了仿真模拟。在直剪试验的基础上确定了土样细观参数,建立数值模型,模拟研究了螺旋挤扩钻具以不同掘进下旋速度比在浅层和深层土中的掘进过程,通过与试验规律的对比,验证了数值模型的有效性,分析了桩侧土体的位移发展模式和力学响应,探讨了钻具与土体作用机理。研究结果表明,成孔的机理同钻具的掘进旋转速度密切相关,降低掘进旋转速度比,能减小钻具对周围土体的扰动范围,浅层与深层土体的位移模式不同;孔周围应力分布同钻具掘进下旋速度比相关,降低钻具掘进旋转速度比,可有效地减小钻具掘进的竖向阻力。     

螺旋钻护机转速的合理匹配

螺旋钻护机是近些年来开发的新型灌注桩施工机械。它由固定在外管上的刀具掘削土，并由两个设在并列内管中的螺旋输土，因此在输送、掘削过程中，转速的合理匹配对施工效率及其可靠性都十分重要。文中旨对螺旋钻扩在输送、掘削工过程中的转速匹配进行分析研究。     

长螺旋钻孔机参数研究及其应用

长螺旋钻孔机是目前基础施工中应用较为广泛的一个机种,南京建筑工程学院在理论分析和现场实测的基础上,提出了新的输土理论,建立了新的力学模型,在进行受力分析时,不仅考虑了螺旋升角变化的影响,还考虑了土壤在叶片上不同半径处的下滑倾斜力、阻止叶片上土壤上升的摩擦力及朗金土压力的影响,在此基础上,建立了长螺旋钻孔机临界转速的计算公式,同时还对长螺旋钻孔机的参数进行了分析研究,并进行了优化处理,为长螺旋钻孔机参数的选择提供了理论依据.     

小口径立式螺旋开沟器的结构分析与设计

针对小口径地下管线埋设开沟作业的特点,以最低功耗和最高作业效率为目标函数进行螺旋钻具主要技术参数--螺旋角的优化分析,依据优化分析结果设计开沟用螺旋钻具.根据螺旋钻具的作业要求,设计结构简单、连接方便快捷的小口径立式螺旋开沟器及其液压系统.更换牵引主机的作业装置,可实现牵引主机开沟作业功能或者快速恢复原有功能.试验表明,小口径立式螺旋开沟器是一种非常有效的小口径地下管线埋设沟渠开挖设备.     

螺旋钻孔机合理提钻方式的研究

螺旋钻孔机是以连续切削和输送方式进行取土成孔作业的,因而施工效率比其它机械高。螺旋钻孔机在钻孔达到设计深度后,需提钻将掘削下的岩土排出孔外,然后再灌注砼成桩。提钻有两种方式：直接提钻和回转提钻。１　直接提钻直接提钻是指提钻时螺旋钻具停止回转,只靠提升卷扬机将螺旋钻具提升至孔外。当直接提升螺旋钻具时,被压密在螺旋上的土阻止孔内空气流通,提钻时孔底处形成负压,引起孔壁面坍塌。直接提钻,虽然在土塞的挤压下形成光滑的孔壁,但提升力却增大。另外提升时在孔壁处产生的摩擦力加之重力使土下滑,使孔内浮土增多,对…     

螺旋钻具的设计与制作

本文针对岩土工程勘察工作中最常用的钻探工具螺旋钻具“成本高、易磨损、无法修复”的特点 ,介绍了一种适合具有一定机加工能力的用户自行加工螺旋钻具的方法。重点从理论上分析了螺旋钻具叶片的形成原理和设计方法 ,并提出了计算公式。详细介绍了螺旋钻具叶片制作时下料参数的计算、钻具加工的具体方法及注意事项。     

单叶片全尺寸螺旋锚桩竖向拉拔试验研究

对叶片镶嵌有微型土压力盒的自制全尺寸单叶片螺旋锚桩进行竖向拉拔试验,记录不同埋深下安装扭矩、桩身位移和叶片表面土压力随上拔荷载的变化情况。分析安装扭矩、极限抗拔承载力与埋深比三者之间的相互关系,并初步探究螺旋叶片表面的土压力分布规律。结果表明,在试验研究范围内,安装扭矩和极限承载力都随埋深比的增加呈线性增大,二者受共同因素影响,线性相关程度明显;在上拔过程中,叶片上表面土压力增量从根部到边缘呈逐渐增大趋势,下表面土压力增量则远小于上表面,且大部分区域压力基本保持不变,少数边缘区域增大;叶片上下表面土压力合力随上拔荷载的增加而增大;桩土之间摩阻力的发挥则呈抛物线形,当上拔位移达到土体破坏极限位移量时,摩阻力达到峰值,而后逐渐减小到零;可以通过叶片表面土压力的分布来计算螺旋锚桩的拉拔承载力。     

土压平衡盾构螺旋输送机排土控制分析

土压平衡盾构是一种专用于软土地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备.螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组成部分,它主要用来从盾构密封仓内将刀盘切削下来的泥土排出盾体,同时保持密封仓内土压力,维持开挖面土体的稳定.介绍了土压平衡盾构螺旋输送机的工作原理,设计了一种采用比例反馈控制及蓄能器补油的盾构螺旋输送机液压系统.对盾构螺旋输送机的排土控制策略作了详细介绍,采用自整定PID控制技术实现了螺旋输送机的自动排土控制,并在盾构模拟试验台上进行相关试验分析研究.由试验结果可知,在保持刀盘转速及推进速度不变的情况下,通过对密封仓内土压力的实时反馈来控制螺旋输送机转速,可将其土压力控制在设定的范围内,使得密封仓内排土量基本稳定,从而达到控制地表沉降的目的.相关结论可为土压平衡盾构实际施工提供理论参考.     

长螺旋升土原理及引起桩周建筑物开裂的原因探讨

长螺旋CFG（Cement Fly-ash Gravel）桩成桩过程引起桩周土体开裂，影响建筑物的安全是郑州地区长螺旋CFG桩面临的主要环境岩土工程问题。本文从长螺旋升土原理出发，推导出了长螺旋CFG桩升土所需要的最低转速，根据不同土类对长螺旋的摩擦系数不同，得出运输不同土的最低转速是不同的。在相同转速下，不同土的上升速度是不相同的，造成部分螺旋未充满土，给扰动后的流塑土流动提供了临空面，造成了“过量排土”，从而引起桩周建筑物开裂。     

砂土中螺旋挤扩钻具下旋成孔过程的模型试验研究

 针对螺旋挤土桩钻具成孔过程对地基土产生的影响,利用自行设计的可视化模型装置,在均质砂土地基中,进行螺旋挤扩钻具下旋成孔过程模型试验探讨成孔机制。从宏观上分析螺旋挤扩钻具掘进过程中孔侧土体径向位移和环向剪切位移规律,以及土体应力场的变化规律;在细观层面,通过分析与钻具作用的土体组构演化规律,探讨钻具挤扩土体的细观机制。试验结果表明：螺旋挤扩钻具下旋挤扩对土体的影响与竖向应力相关,竖向应力越大,土体径向位移传递得更远,土体的径向位移主要产生在2.5倍钻径范围内,孔壁附近土体产生显著环向剪切位移,孔侧土体应力变化过程表现为加载–卸载–加载的过程,与钻具接触宽度约为5倍平均颗粒粒径区域的颗粒发生显著旋转,砂土颗粒与钻具接触由点面接触逐渐发展为面面接触,细观组构向同向性趋势演化。研究成果对进一步研究螺旋挤土钻具挤土扩孔机制以及螺旋挤土桩桩侧土体的宏细观力学特性都具有一定意义。