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1.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2014,(7)
研究目的:本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象,给出一种地层劈裂抗力的测定方法,从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考,防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。创新要点:1.给出了地层劈裂抗力的测定方法,并通过现场试验和理论分析得出该方法是可靠的;2.建立了考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型,该模型对现场试验结果有较好的预测;3.结合地层劈裂抗力和泥水劈裂伸展特性给出了盾构掘进过程中泥水压力的设定上限。研究方法:基于现场泥水劈裂试验,通过试验结果分析和理论分析,建立了劈裂压力和劈裂伸展压力的计算模型。通过泥水和地层参数对计算模型的影响分析,给出泥水盾构掘进过程中泥水配比和压力设定选择建议。重要结论:1.本文描述的现场泥水劈裂仪可以用于地层劈裂抗力的测定;2.使用总应力法的劈裂模型能够很好的预测地层的初始劈裂压力;3.考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型对现场试验结果有较好的预测;4.在劈裂伸展的过程中,具有更大比重和粘性的泥水有利于阻止劈裂的进一步伸展,但是对初始劈裂压力的影响不大。5.在实际盾构掘进过程中,泥水劈裂发生后很难阻止其伸展。因此,防止泥水喷发的关键措施在于设定泥水压力上限防止泥水劈裂。 相似文献
2.
《赤峰学院学报(自然科学版)》2020,(1)
泥膜是维持泥水盾构开挖面稳定的主要原因,为了解决泥水盾构在高渗透性砂土地层掘进过程中的泥浆配比和渗透成膜问题,自主研发试验装置开展室内试验,采用正交设计的试验方法研究不同变量因素对泥浆粘度和滤水量的影响.试验结果表明,羧甲基纤维素(CMC)是影响泥浆粘度的首要因素,膨水比对泥浆粘度影响有限;滤水量受泥浆比重影响最为显著,随着泥浆比重的提高,泥浆滤水量降低,适当增加粘土粒径可以有易于泥浆渗透成膜.试验结果对泥水盾构施工有指导和借鉴意义. 相似文献
3.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2016,(11)
目的:盾构隧道在成层土中掘进时,地下水渗流容易引起盾构开挖面失稳破坏。本文提出考虑地下水渗流的机动场模型,探讨成层土中地下水渗流规律,研究渗流对开挖面稳定性的影响,并提出渗流条件下成层土中盾构支护压力的计算方法。创新点:1.提出考虑地下水渗流盾构开挖面失稳机动场的模型;2.建立成层土中地下水渗流模型;3.推导考虑地下水渗流的盾构开挖面极限支护压力上限解。方法:1.根据已有工程案例,对渗流条件下成层土中盾构开挖面失稳进行受力分析(图5),并提出开挖面失稳机动场模型(图6);2.通过上限分析,推导得到盾构开挖面失稳极限支护压力计算公式(公式29);3.对成层土中地下水渗流进行数值模拟,并采用理论模型(图15)对渗流规律进行表征;4.研究极限支护压力对地下水渗流因素的敏感性。结论:1.地下水渗流在失稳土体内部产生渗流力作用,在盾构开挖面上也对支护压力产生抵消作用。2.提出成层土中考虑地下水渗流的失稳机动场模型,并推导出极限支护压力上限解;3.在盾构土舱未进行渗透性改良的条件下,成层土中地下水渗流在1200 s内达到稳定,其中,穿越层渗流方向主要为水平向,而覆土层中主要为竖向渗流;4.考虑渗流影响,本文上限解预测的支护压力值更为合理。 相似文献
4.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2016,(10)
目的:泥水盾构掘进时通过加压泥浆维持开挖面稳定,泥浆中的小颗粒渗入土体,大颗粒在土体表面堆积形成泥膜。本文研究泥浆的渗透行为和泥膜的渗透系数,提高对泥水盾构维持开挖面稳定机理的认识。方法:1.通过渗透柱试验模拟泥浆在砂土中的渗透;2.通过土体电导率的测定和电镜扫描,观测泥浆在渗透距离内的分布情况;3.假设泥膜厚度不变,通过孔压和渗流量观测泥膜渗透系数随时间的变化情况。结论:1.在泥浆的渗透距离内,泥浆含量沿着渗透方向以对数形式降低,大部分泥浆的细小颗粒集中在约100–300 mm的区域内,这个区域的大小与泥浆压力成正比;2.低渗透性泥膜形成时间约5 mim,泥水盾构掘进过程中,开挖面上来不及形成不透水泥膜。 相似文献
5.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2021,(4)
目的:盾构掘进引起施工期土体变形的关键影响因素是施工荷载和土体损失。结合曲线盾构隧道施工特点,本文旨在推导由土体损失及施工荷载(开挖面附加推力、盾壳与土体间摩擦力和盾尾注浆压力等)引起的地层竖向变形的计算公式,并研究隧道曲率半径对地层沉降的影响。创新点:1.通过建立曲线盾构隧道掘进模型,推导出三维土体损失引起土体变形的理论公式;2.通过改写Mindlin解,提出作用在空间曲面上的面分布力引起土体变形的理论公式。方法:1.基于半无限体中任意单位空隙变形引起土体变形的镜像法原理,并根据实际三维空间域的积分思想,分别对盾尾处及开挖面处土体损失引起的土体竖向变形进行推导计算;2.基于改写的Mindlin解,推导并计算曲线盾构隧道施工时各施工荷载引起的土体竖向变形;3.与现场监测、数值模拟及已有文献的结果进行对比,验证所提方法的可靠性。结论:1.盾尾整合间隙、摩擦力、注浆压力和开挖面附加推力引起的曲线隧道轴线上方土体的竖向变形曲线不再像直线隧道一样关于隧道轴线对称。2.由于曲线盾构隧道掘进时超挖的需要,各影响因素下总的地表沉降值及横向沉降槽范围都比直线隧道大。3.随着土体深度的增大,各影响因素引起的土体竖向变形的峰值有所增大;总的沉降峰值和偏移量均随隧道曲率半径的减小而增大。 相似文献
6.
张平祥 《石家庄职业技术学院学报》2012,24(6):9-11
引用广州地铁萝香区间盾构机掘进通过花岗岩球状风化体的案例,对盾构穿越花岗岩球状风化体发育地层的施工风险进行了分析.在施工过程中,采取盾构机掘进参数控制、同步注浆控制、施工监测与二次补充注浆的方法,成功通过花岗岩球状风化体.列举了一些施工中的异常情况和处理措施. 相似文献
7.
为提高急倾斜煤层上山掘进过程中煤与瓦斯突出危险性预测的准确性,首先,基于Mohr-Coulomb准则建立钻孔瓦斯流动模型;其次,通过数值模拟定量分析钻孔瓦斯初始涌出量和瓦斯压力之间的关系;最后,使用ZTL20/1000-Z型矿用隔爆预测装置对贵州洪兴煤矿111707上山掘进面进行现场试验。结果表明：钻孔初始瓦斯涌出量与瓦斯压力呈正相关关系,其相关系数为0.977 3,钻孔初始瓦斯涌出量可以作为预测煤与瓦斯突出的一项参考指标;随着钻孔深度的增加,钻孔初始瓦斯流量会经历“稳定—增加—降低—稳定”4个阶段,钻孔瓦斯流量峰面积可以反映煤与瓦斯突出危险性。 相似文献
8.
徐成 《贵阳学院学报(自然科学版)》2017,12(1)
盾构机对于隧道开挖具有重要意义,而盾构过程中引起的地表沉降具有重大危害,因此必须监测.以罗汉山2#竖井～福州火车站站区间采用矿山法加盾构法施工为例,采用数值模拟和现场监测对盾构过程中沉降进行监测.监测结果表明:沉降点累计最大沉降值为-7.12mm;日隆沉最大值为+4.23mm,均在地表沉降范围之内,建筑物监测点累计隆沉最大点累计沉降值为-9.39mm;日隆沉最大点隆沉为-3.29mm,盾构掘进的过程中,地面沉降主要发生在刀盘位置及盾尾的位置,盾构机掘进过程中对土体的扰动范围基本与隧道埋深相当. 相似文献
9.
李彦民 《福建工程学院学报》2019,(6):539-544
为研究地面线路运营对下穿盾构隧道结构的影响规律,基于相似比理论建立室内大型试验模型,模拟上部列车荷载作用下土层及其内部盾构隧道结构的受力变形过程,总结变形规律。结果表明,模型试验能够较好地反映外部荷载影响下土层以及内部盾构隧道结构的受力和变形特性;地表列车荷载在土层传递过程中,同一层面上沿地面线路方向的土压力大于两侧土压力,远离线路的地层受列车荷载影响相对较小,同一竖向截面土压力变化量由上至下逐渐减小,即外部荷载对浅层土的影响明显大于深层土;盾构隧道在地表列车行驶过程中,环向出现背车面受拉迎车面受压的受力特性,呈斜向压扁,纵向应变从中间交叉点向盾构隧道两侧逐渐减小,呈下凹压弯;盾构隧道埋深越小,受地表荷载影响越显著,增大一倍埋深对应纵向应变最大值减小约44.5%。 相似文献
10.
利用扫描电镜( SEM)和数字图像技术研究软粘上劈裂注浆过程中微观结构孔隙的变化,采用室内试验和分形理论相结合的方法研究注浆前后孔隙结构的korcak分形特征,结合IPP量测数据得出了描述孔隙结构Korcak分维数.结果表明,劈裂注浆前后的孔隙结构具有明显的分形特征,korcak分维数在0.896～1.552之间,水泥-水玻璃浆体不仅具有细化粗孔的效果,而且孔隙的特征也有了明显的改善.分维数的数值大小反映了软粘土劈裂注浆过程中的孔隙度变化,孔隙度愈小,分维数愈大,分维数与孔隙度、孔隙数量之间存在较为显著的线性回归关系. 相似文献
11.
为了模拟井下压裂作用下胶凝酸和清洁酸作用时的碳酸盐岩破裂机制,了解两种酸液体系作用后的强度劣化效应,进行了拟三轴岩石力学试验以及3-D扫描。试验结果表明:与胶凝酸反应后,碳酸盐岩弹性模量、泊松比和抗压强度均呈降低趋势,其中泊松比降低幅度明显,酸蚀90 min时,降幅达到18.15%;与清洁酸反应后,碳酸盐岩弹性模量、抗压强度在酸蚀初始阶段小幅提高,当酸蚀时间达到90 min后,两者降幅分别为21.04%及23.55%,泊松比降幅为4.36%,岩石力学性质劣化效应明显,脆性指数升高12.09%;与胶凝酸反应90 min后,碳酸盐岩的脆性指数提高58.56%,破裂压力呈下降趋势;与清洁酸反应后,裂缝壁面粗糙程度明显降低,裂缝导流能力呈降低趋势。酸压后的力学性质劣化特征可为酸化压裂设计及参数优化提供基础数据。 相似文献
12.
13.
邢杨义 《兰州石化职业技术学院学报》2009,9(3):12-15
水力压裂过程中,布砂成功与否和压裂液返排控制有着直接的关系。而目前压裂液返排的研究主要集中在定性分析上,很少有定量的计算。且油田经常采用经济性较强的分层压裂,其压裂液返排的检测和控制,以及其模型和计算关系到水力压裂施工最终导流效果。通过建立压裂液由储层向裂缝,由裂缝向井筒以及井筒中的流动模型,并通过无因次简化数学模型来定量的计算多层压裂液的返排。以压裂液单层裂缝返排模型作为多层返排模型的基础,考虑了井口压力随时间引起压裂液返排比的变化,并利用VB程序编制双层压裂液返排模型,利用实例来计算其返排比。从而可推广到多储层返排应用中。 相似文献
14.
Yu-chao Li Xing Tong Yun Chen Han Ke Yun-min Chen Yi-duo Wen Qian Pan 《浙江大学学报(A卷英文版)》2018,19(4):277-288
Pore pressure dissipation during piezocone testing provides a unique tool for estimating the hydraulic properties of in-situ backfills in soil-bentonite (SB) slurry trench cutoff walls. Six tests were performed in an SB slurry trench cutoff wall located in Jiangsu Province, China. The pore pressure dissipation curves obtained are non-monotonic, which, as far as the authors are aware, is reported for the first time in SB cutoff walls. The non-monotonic dissipation curves are attributed to the redistribution of excess pore pressures between the base soil clods and the rest of the backfill around the cone. Four existing interpretation methods are adopted to analyze the measured non-monotonic piezocone dissipation curves. The horizontal coefficients of consolidation (ch) of the backfills obtained by three methods are close to each other and in agreement with the results of fixed-ring consolidometer tests, while the other method gives a high overestimate. The hydraulic conductivities (kh) of the backfills are also estimated by four methods, three based on dissipation test results and one based on piezocone penetration data. kh estimated by consolidation theory are close to the results of flexible wall permeameter tests. Two empirical expressions for dissipation tests give relatively low kh, but the method based on penetration gives kh much larger than the laboratory test results. 相似文献
15.
Pressurized bentonite slurry is applied on a tunnel face to form a filter cake to stabilize the tunnel face when the slurry shield excavates through the sandy soil. Failure of the tunnel face may be caused by a high permeable filter cake, which commonly has a long penetration distance of slurry in sands. A column system with a height of 680 mm and a diameter of 300 mm was developed to model pressurized slurry infiltration in sands. Pressure transducers were installed to estimate the hydraulic conductivity of the filter cake during slurry infiltration. The electrical conductivity of the leachate of collected samples was measured. Results show that the majority of fine particles in slurry are within the range 100–300 mm into the sand specimen. The time for forming an impermeable filter cake is about 300 s, which indicates the impermeable filter cake is hard to form during the excavation. 相似文献
16.
郑彬涛 《四川三峡学院学报》2013,(3):64-66
对于超深井储层而言,地层破裂压力异常高往往制约着储层改造的成功实施.YQ8井就是由于地层破裂压力过高导致地面泵压超限不得不终止施工.结合YQ8井酸压施工情况,分析认为造成该井地层破裂压力异常高的主要原因可能有：储层物性差、岩性异常致密、区域构造应力强、储层伤害严重等. 相似文献
17.
倪振利 《石家庄铁路工程职业技术学院学报》2014,(2):74-77
盾构机是城市地铁和隧道施工的主要机械装备,盾构机各项参数的设定对于掘进速度和施工质量影响重大。从盾构机刀盘扭矩和转速、千斤顶总推力、推进速度、螺旋输送机转速和压力、注浆流量和压力、加泥加泡沫流量和压力等参数分析入手,详细分析各项参数的设置对掘进性能的影响。并以北京地铁盾构施工为例,设计各项参数优化的具体实现思路,为盾构施工的科学组织和优化管理提供理论指导。 相似文献
18.
沿煤层顶板水平井分段压裂煤层气开采技术研究 总被引：1，自引：0，他引：1
构造煤发育地区采用垂直井压裂井、多分枝水平井、水平对接等钻完井方式,很难获得经济产量。构造煤破碎松软,钻、完井困难,如果加大钻井液粘度,又会对煤层严重污染,难以形成有效的渗流通道。如果采用沿煤层顶或直接顶板底部钻水平井,进行水平井分段压裂,可有效提高煤层气渗流率,避免钻井液、压裂液直接作用于煤层而造成的储层污染。通过分段压裂在煤层及顶板处形成大范围的三维裂隙网络,可大幅度地提高单井产量和经济效益,有效超前解决煤矿瓦斯突出和涌出问题。基于上述理念设计施工的宣东二号煤矿XC-01H井,在液柱高度325 m时的排采初期已开始产气,该技术有望突破构造煤采气瓶颈。 相似文献
19.
随着海上低渗透互薄层油藏的开采,水平井限流法压裂技术成为此类储层有效开采的主要手段之一。考虑孔眼磨损及裂缝内压降对流量分配的影响,建立多裂缝扩展的流量分配数学模型;以Palmer拟三维水力裂缝扩展模型为基础,完成考虑流量分配的海上低渗透油藏水平井限流法压裂多裂缝三维扩展数值模拟研究,结果显示:优化方案突显了预期的裂缝改造规模。 相似文献
20.
Fatigue and fracture behavior of nickel-based superalloy Inconel 718 up to the very high cycle regime 总被引：2，自引：0，他引：2
Xian-feng Ma Zheng Duan Hui-ji Shi Ryosuke Murai Eiichi Yanagisawa 《浙江大学学报(A卷英文版)》2010,11(10):727-737
The fatigue and fracture behavior of nickel-based superalloy Inconel 718 was investigated up to the very high cycle regime under rotary bending tests at room temperature. It was found that this superalloy can still fracture after exceeding 107 cycles. Fractographic analysis revealed that there was a transition from fatigue crack initiation at multi-sites to single initiation with decreasing stress levels. The fracture surface can be divided into four areas according to the appearance, associated with fracture mechanics analysis of the corresponding stress intensity factors. The fracture mechanism dominant in each area was disclosed by scanning electron microscope examination and analyzed in comparison with those obtained from the crack growth tests. Subsequently, life prediction modeling was proposed by estimating the crack initiation and propagation stage respectively. It was found that Chan （2003）＇s model for initiation life and the Paris law for growth life can provide comparable predictions against the experimental life. 相似文献