高桩码头钢管斜桩施工关键技术研究

随着码头建设朝着深水化、大型化方向发展,高桩码头因能较好地满足地质及水深要求,应用前景广泛。为解决高桩码头钢管斜桩施工问题,采用理论与实践相结合的方法,结合钢管桩在宏业货柜高桩码头工程中的成功应用实践,探索斜桩沉桩定位方法、斜桩嵌岩成孔方法以及斜桩浇筑方法。结果表明,该方法对覆盖层较薄和淤泥层以下直接到达强风化或中风化岩层的钢管嵌岩桩施工具有良好的适用性,可为同类工程施工提供借鉴。     

静态温度分层水体中点源羽流云团垂向运动规律

为了解水温分层型水库中瞬时点源污染物的运动规律,通过物理试验研究了点源羽流云团在静态温度分层水体中的垂向运动规律。试验结果表明:不同水温结构水体中,羽流云团的运动规律有着显著差异;线性分层水体中,云团沉降时横向扩散受到一定限制;有温跃层存在的水体中,云团会在温跃层位置停滞,由于云团与环境水体密度之间的差异,可能出现Rayleigh-Taylor不稳定或双扩散对流,并出现指状侵入;云团垂向沉速与所受浮力正相关,与云团前锋位置和浮力频率负相关。     

松散回填层及深厚淤泥地基联合灌浆加固技术研究

江苏某风电场升压站电缆沟地基为厚约３ｍ的土夹石回填层和１５ｍ的淤泥层,因施工时回填层未分层碾压,淤泥层也未作处理,工程运行后出现了明显下沉,局部下沉量超过了３０ｃｍ,严重影响到电缆及设备的正常运行,亟需进行加固处理。针对该电缆沟回填层孔隙大、淤泥层深厚、地下管线复杂、施工空间受限、工期短,以及减沉加固效果要求高等工程特点,研究采用了“水泥膏浆＋稳定性浆液”、 “压力－流量双限控制”、“深－浅孔布孔”相结合的联合灌浆加固处理方法,以工后沉降为控制目标,对孔排距、灌浆压力和灌浆量进行了设计,对水泥膏浆和稳定性浆液进行了现场配比试验和灌浆施工,并对加固处理效果进行了分析评价。工后沉降监测表明,联合灌浆对于松散回填层及深厚淤泥地基加固处理效果较好,可为类似工程提供参考。     

水源地取水泵站水流流态数值模拟与改善

为解决取水泵站预沉池内水流流态紊乱、曝气池及前池存在大面积回流区及旋涡等问题, 针对某一具体水源 地取水泵站, 基于三维不可压缩流体的有限体积法和标准 k2E 湍流模型, 采用 ANSYS CFX 软件对该泵站预沉池、 曝气池及前池进行数值模拟计算。通过对计算结果进行后处理, 分析了取水泵站所选横断面水流流态、流速云图以 及压力云图。在原方案基础上通过对曝气池廊道转角处设置倒圆角、廊道转角内设置/ U0 形导流墙与 1/ 4 弧形导 流墙、前池内设置八字形导流墩及泵机组间设隔墩来对泵站进行优化。优化后改进方案与原方案相比, 廊道转角处 脱流、回流现象得到改善, 曝气池及前池内大范围回流区域消失, 泵站整体水流不存在明显的不良流态。该研究成 果对于优化内水流流态, 预防泥沙沉淀, 提高泵站运行稳定性、高效性、安全性有一定的指导意义。     

圆中环沉沙排沙池曲线型中心出水环堰试验研究

为了改进圆中环池内流速分布不均匀的不足,使用物理模型对中心出水环堰进行试验研究。对中心出水环堰进行结构优化:在保证中心出水环堰最优高度不变情况下,将环堰出口由平口型调整为曲线一型和曲线二型,分别在3种来流量条件下(2 m3/s,3 m3/s,4 m3/s)测量溢流堰行近流速。试验结果表明:曲线型中心出水环堰相比平口型可以使溢流堰行近流速整体下降且更均匀。从曲线一型和曲线二型最大、最小和平均流速的对比分析中发现,曲线二型对圆中环整体流速的下降更为明显,是优于曲线一型的一种曲线型中心出水环堰。试验对研究圆中环在不同来流量下的中心出水环堰的设计具有一定的参考价值。     

变截面与等截面管桩复合地基承载特性对比研究

为探讨阶梯型变截面管桩复合地基的承载特性及优点,进行了2组等截面管桩复合地基和3组阶梯形变截面管桩复合地基承载性状的室内大比例模型对比试验。试验结果表明:在相同荷载作用下,阶梯形变截面管桩及其复合地基的沉降明显低于等截面管桩及其复合地基的沉降。在管桩材料用量及所处的地质条件相同的情况下,阶梯形变截面管桩单桩刚度明显大于等截面管桩的单桩刚度。阶梯形变截面管桩桩身强度能较好地与桩身轴力变化规律协调。因此,采用阶梯形变截面管桩能充分利用桩身强度,降低桩基造价。     

热沉影响钛合金薄板焊接残余应力的试验分析

采用切条应力释放法测量了钛合金TC4薄板常规钨极氩弧焊(GTAW)和动态控制低应力无变形GTAW对接试件中的纵向残余应力和纵向残余塑性应变的分布。测量结果表明,钛合金常规GTAW缝中残余拉应力峰值小于其母材屈服强度,焊缝附近存在残余压缩塑性应变;动态控制低应力无变形GTAW焊技术中热沉的冷却作用使得热源与热沉之间的高温金属承受强烈的拉伸作用,产生拉伸塑性变形,部分抵消了焊接过程中已产生的缩短的塑性变形,使得试件中纵向残余塑性应变减小,焊接残余拉应力峰值降低,残余压应力水平降低。切条应力释放法是一种简便有效的薄板焊后残余应力测量方法,能够满足工程应用的精度要求。     

钛合金带热沉钨极氩弧焊中热沉作用

采用数值模拟和实验相结合的方法研究了钛合金TC4薄板常规及带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中温度及应力应变的分布,考察了热沉对温度场和应力应变场的影响规律,探讨了使用该技术实现应力和变形控制的机理.结果表明:带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中,紧随热源之后热沉急冷作用使得试件形成马鞍形温度场,而热沉作用部位温度最低.热沉作用部位的急冷收缩对周围金属产生拉伸作用,使得焊缝及近缝区金属升温过程中产生的压缩塑性应变减小,冷却过程中产生的拉伸塑性应变增大,接头中不协调应变减小,残余应力降低.实验测量与有限元模拟结果吻合良好,证实了采用热沉控制应力与变形的有效性和有限元模型的正确性.     

博罗县江南新区供水管过江工程吊管、沉管施工技术

过江段沉管是管道过江工程中的关键节点和重要部位,关系到江底供水管道的正常通水、东江博罗大桥的安全和东江主航道的通航安全。该文主要介绍了博罗县城江南新区东江大桥供水管道过江工程管道排水、起吊、拖管、横管、灌水、沉管等关键技术措施,可为类似工程提供参考。     

饱和黏土中复合条形防沉板基础承载特性研究

防沉板基础是深海油气资源开发中常用基础形式,其承受的荷载具有复杂性、非线性和不确定性,给防沉板基础的稳定性研究带来了巨大挑战。基于条形基础的承载特性提出了新型复合条形防沉板基础的结构形式,通过优化基础条数量n、宽度B和间距l可实现复合条形基础承载效率系数的最大化。结合工程设计实例,开展了该新型结构基础与传统矩形防沉板基础的对比设计。研究表明,在基础底面积相同的情况下,复合条形基础的竖直向极限承载力与矩形防沉板基础相比提高10%~20%。当复合条形基础的基础条宽度B一定时,地基竖直向极限承载力随着l/B的增加先增大后减小,最后趋于稳定。对不同的基础条宽度B,地基竖直向极限承载力均在l/B=0.2时达到最大值,且随着基础条数量n的增大而增大。