立方排列水泥球体通风性能及参数试验研究

 由于块石层具有较好的通风换热特性,使得块石护坡和块石路基在青藏铁路建设中得到广泛的应用,并起到良好的降温效果。块石层中的空气流动规律已成为目前研究的热点问题,但块石的大小、形状和堆砌方式的随机性使得直接进行块石通风试验时,得到的结果具有很大的偶然性和不确定性。为解决这一问题,采用风洞室内模型试验对不同直径立方排列水泥球体层的渗透率及惯性阻力系数进行研究,试验选用的水泥球体直径为0.15,0.20,0.25,0.30 m,立方排列球体的孔隙率均为0.476。风洞试验结果表明：水泥球体层内部压力梯度与渗流速度之间存在良好的二次非线性关系;随着球体直径的增大,渗透率随之增大,而惯性阻力系数随之减小。     

利用封闭式块石护坡调节通风管路基阴阳坡效应

为研究多年冻土区通风管路基和通风管封闭碎石护坡路基在阴阳坡温度差异影响下,温度场的不对称特征和下部冻土上限间的差异,评价封闭块石护坡对通风管路基温度场的调节效果,利用北麓河通风管路基实测温度资料,并考虑气候变暖的影响,分别对这两种路基温度场进行数值模拟分析.分析结果表明,通风管路基具有一定的降温能力,但阴阳坡下冻土上限间差异显著,路基温度场呈现明显的不对称性;在通风管路基阳坡增加封闭块石护坡后,可以降低阳坡下土体温度,减小阴阳坡下冻土上限间差异,能有效调节路基阴阳坡效应.对第50年路基与天然地表交界处年平均热流密度的分析表明,增加封闭块石护坡后的路基结构优于通风管路基,且两种路基均处于吸热状态.     

盾构管片破裂原因分析及改进措施

为了更好地保证管片的拼装质量,对天津地铁2号线两个盾构区间管片破裂原因进行分析,提供了管片修补的具体办法,并针对管片破裂原因提出了改进措施。在后续的施工过程中,严格执行提出的改进措施,取得了较好的效果。     

立方排列球体层渗流特性数值模拟研究

在多年冻土区块石夹层和块石护坡路基温度场的计算中,可以将块石层看作为多孔介质,但是块石的不规则给其渗透特性的研究带来了很大的麻烦,通过对立方排列球体层渗透特性的研究以期能为块石层的渗透特性研究做出铺垫。基于连续性方程、动量方程以及RNG湍流模型对直径为0.20 m、0.24 m和0.30 m立方排列球体层渗透特性进行模拟研究。对比和分析计算结果发现:球体层内部空气压力梯度与渗流速度之间呈良好的非线性幂函数关系;球体层的阻力系数与球体直径也显现出幂函数关系,球体直径越大,阻力系数越小。     

临时钢管柱内土体冻胀引起混凝土支撑变形的受力分析

在软土地区的深基坑支护体系中,中间立柱桩的隆起对支护体系的安全和稳定性有很大的危害。结合现场施工工况,对立柱桩隆起、地下连续墙测斜、周边地表沉降监测数据进行分析,发现立柱桩隆起是由钢管柱内土体冻胀引起的。通过对混凝土支撑变形数据进行结构受力反算,计算结果表明,钢管柱内土体冻胀使混凝土支撑的附加弯矩最大增加了2711.4 kN·m,达到了混凝土支撑极限弯矩的79.7%。     

天津地铁某车站基坑开挖前降水试验研究

为了验证基坑围护结构的隔水能力,预判降水施工对周边环境的影响,通过天津地铁某车站基坑开挖之前的降水试验,明确造成潜水层和第一承压水层水位下降的主要原因;对该车站基坑地下连续墙水平位移、地表沉降、附近建筑物沉降情况进行了分析,认为提高地下连续墙施工质量和避免一次性降水深度过大能有效控制降水对周边环境的影响。     

复杂条件下盾构施工关键技术控制

针对复杂条件下地铁盾构施工的重难点,以天津地铁10号线某区间隧道工程为例,对盾构过程中的大坡度、浅覆土、小间距以及小半径曲线施工关键技术提出了质量安全控制措施并对盾构施工参数进行了总结.     

释能降压工法在深埋岩溶富水隧道中的应用

云雾山隧道是宜万铁路八座一级风险隧道之一,岩溶发育强烈,溶洞、暗河、漏斗及岩溶洼地等 岩溶现象多见,施工风险极高。采用释能降压工法释放溶腔所存储的能量,降低水压力对隧道的稳定性 影响,大大减小了施工风险。针对云雾山隧道的特点,利用地质预报技术锁定溶腔边界,制定专项精确 爆破揭示方案,通过水量水压监测分析发现,溶腔介质的高压风险得到解除,达到了预期效果。     

通风管-块石复合路基降温效果的数值分析

在考虑未来50 a气温上升1℃的情况下,通过数值模拟来研究通风管-块石(封闭)新型复合路基的降温效果.结果表明:普通路基下冻土上限从第1年的-1.86 m下降到第50年的-4.85 m;50 a后,普通通风管路基和封闭块石路基下部多年冻土的0℃等温线分别位于天然地表下-0.89 m和-0.22 m处,通风管-块石(封闭)路基下部0℃等温线在50 a内始终高于天然地表,第50年的0℃等温线位于天然地表之上0.04 m处;在暖季,通风管-块石(封闭)路基与天然地表交界面的正热流密最小,普通通风管路基中的通风管热流密度为正,而通风管-块石(封闭)路基中的通风管热流密度为负,这表明复合路基中封闭块石弥补了通风管暖季吸热的缺陷;在高温高含冰量地区推荐使用通风管-块石(封闭)路基作为公路路基结构.     

青藏高等级公路通风管试验路基降温效果

在假定未来50a气温升高2.6℃和初始年平均气温为-4.0℃的前提下,应用有限体积法(FVM)对青藏高等级公路试验示范工程段普通路基、普通通风管路基和通风管-XPS复合路基温度场进行三维非线性分析.结果表明,普通路基下部冻土退化严重,第50年的最大融化深度为10.98m,冬季土体中有融化核存在.普通通风管路基和通风管-XPS复合路基在一定时期内可以降低下部多年冻土的温度,提高0℃等温线,且通风管-XPS复合路基的降温效果略优于普通通风管路基,但在气温不断升高和沥青路面吸热的双重影响下,这2种路基的坡脚处会出现融化核,且0℃等温线已经延伸到路基中心处,这将直接影响路基的稳定性.