行星钻头刀具运动轨迹研究

分析了行星式破岩钻头的优势、破岩机理和钻头刀具运动规律,提出了模型建立的假设条件,建立了行星钻头刀具破岩轨迹的数学模型,推导出刀具轨迹的数学方程。分析研究各参数与轨迹方程的互相关系,提出有利于行星钻头钻进的尺寸参数设计。最后,根据数学模型的轨迹方程推导出了能够保证行星钻头有效破岩钻进的参数条件。     

螺杆钻具组合三维力学特性分析及应用

用螺杆钻具组合实施煤矿工程孔定向钻进时,钻头侧向力是其主要力学特性。建立了适用于上弯式螺杆钻具组合和下弯式螺杆钻具组合的三维小挠度静力学分析数学模型,并对影响上弯式螺杆钻具侧向力的主要参数(钻压、顶角、弯接头角度、装置角等)作了定量分析;对比分析了上弯式和下弯式螺杆钻具组合的造斜能力。分析所得的螺杆钻具组合主要力学特性结果,对煤矿工程孔定向钻进设计和施工具有一定的参考价值和指导意义。     

HCSA膨胀剂掺量对水泥砂浆性能的影响研究

为探究HCSA膨胀剂掺量对水泥砂浆的影响,试验设计制作了6种HCSA膨胀剂掺量的水泥砂浆试块。对水泥砂浆的工作性、力学性能和收缩性能进行了测试,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构。研究结果表明:掺入膨胀剂能够减少水泥砂浆的初凝时间和流动度;掺入8%~10%的膨胀剂可以有效补偿水泥砂浆的自收缩;随膨胀剂掺量的增加,其抗压强度和抗折强度均呈先增加后减小的趋势;SEM结果表明,掺量4%的HCSA膨胀剂可以使水泥砂浆的微观结构得到优化。     

气动夯管法施工水平冻结孔技术

气动夯管法以其地层适应性强、对地表影响小、操作方便、施工成本低等优点在水平冻结孔施工中得到了推广应用。介绍了气动夯管法施工水平冻结孔的工艺原理及施工工艺。简介了近年来用该技术施工的主要工程概况,并与钻进法进行技术经济比较。经过对比分析,在松软、含水量大的地层中,采用气动夯管法施工水平冻结孔比钻进法更具有一定的优越性。     

液氮冻结技术在地铁端头井加固中的应用

液氮冻结具有系统简单、冻结速度快、温度低和冻土强度高等特点,在城市地下工程建设中得到广泛应用。为了对某一地铁端头井进行加固,保证盾构机进洞安全,利用液氮冻结技术进行加固。经现场温度实测与分析,冻结效果达到了设计要求。运用数值模拟软件对液氮冻结和常规盐水冻结效果进行模拟,结果表明,液氮冻结土体5d左右就基本交圈,而常规盐水冻结需要30d左右才可以交圈,充分显示了液氮冻结技术低温、快速等优点。     

粉质粘土层冻结温度场-声场耦合数值模拟及实测研究

为了研究不同冻结阶段超声波声学信号的响应特征,采用COMSOL软件固体传热和压力声学模块,提出了热-声单向耦合数值模拟方法。获得了不同冻结阶段两冻结孔之间的温度场演化特征及超声波声学参数变化规律。结果表明:与冻结90d相比,冻结25d、40d、42d的声压分别衰减51. 83%、51. 48%、10. 29%;冻结壁交圈峰值声压比未交圈峰值声压增大了45. 91%;随着冻结时间增长(25d、40d、42d、90d),超声波平均声速分别为2088m/s、2379m/s、2670m/s、2885m/s。根据现场检测结果可知,该耦合方法模拟值与实测值误差在5%以内,可作为预测不同冻结阶段冻结壁超声波声学参数的有效手段。     

液氮冻结帷幕水热耦合温度场数值分析及应用

液氮冻结温度场是具有相变、水分迁移的瞬态热传导问题。基于水热耦合理论建立了液氮冻结的温度场数学模型,获得了液氮冻结帷幕厚度和平均温度随时间发展均呈对数规律分布;冻结管组内连接方式对冻结效果有较大影响:三管串联形成的冻结帷幕厚度最不均匀、平均温度也最高,单管供回液连接方式冻结效果最好;但从经济效益和冻结效果综合因素考虑,双管串联冻结方式宜优先采用。研究成果完善了盾构进洞液氮冻结温度场理论和工艺。     

浅覆土条件下地铁出入口冻结法暗挖施工技术

通过工程实例,介绍了在地面交通繁忙、地下市政管线众多、周边环境复杂的情况下,利用冻结法对上海某地铁出入口进行地基加固,然后采用暗挖法进行施工的全过程。从冻结孔施工、积极冻结、冻胀控制措施、地层融沉注浆等方面对冻结法施工进行了详细介绍。     

环氧树脂乳液改性水泥砂浆性能试验研究

对掺量分别为0%、3%、5%、7%、9%的环氧树脂对水泥砂浆抗压强度、抗折强度以及体积稳定性的影响进行了试验研究。并用ZEISS电子显微镜,观察各组水泥砂浆试块的微观结构,探究不同掺量环氧树脂对水泥砂浆微观结构的影响规律;尝试从微观结构上,探究环氧树脂改性机理。试验表明,环氧树脂掺量增加,水泥砂浆的抗压和抗折强度均先增大、后减小;环氧树脂能够提高水泥砂浆的早期强度;水泥砂浆体积收缩随着环氧树脂掺量的增加而减小,适量环氧树脂的掺入能够改善水泥砂浆的微观结构。环氧树脂材料对水泥砂浆性能的影响试验,对于配制高强度、高抗渗性、低收缩水泥砂浆,具有指导意义。