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陕北采煤沉陷区覆岩层状结构对凹形黄土坡面形态的影响及土壤侵蚀效应 被引量：2
1
作者 宋世杰 张家杰 +5 位作者 王双明 柳青 程霞 牛瑞琳 白莉 郭利鹏 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期174-184,共11页
采煤沉陷区的水土流失防治已经成为黄河中游生态保护与高质量发展亟需重点突破的关键问题。覆岩层状结构作为煤炭地质赋存的重要特征和地下采动效应自下而上传递的载体,在相同采矿条件下控制着采动后地表的基本形态,进而深刻影响着采煤... 采煤沉陷区的水土流失防治已经成为黄河中游生态保护与高质量发展亟需重点突破的关键问题。覆岩层状结构作为煤炭地质赋存的重要特征和地下采动效应自下而上传递的载体,在相同采矿条件下控制着采动后地表的基本形态,进而深刻影响着采煤沉陷区的土壤侵蚀效应及变化规律。以陕北黄土沟壑区2-2主采煤层地质赋存特征为原型,以砂层系数(60%、67%、71%、75%、83%、88%)、砂泥比(6∶4、7∶3、8∶2)2个覆岩层状结构关键特征及采厚(3 m、5 m)为变量,共构建了36个不同类型的数值模型;基于FLAC^(3D)数值模拟软件,研究了不同覆岩层状结构类型下采煤沉陷区25°凹形黄土坡面的形变特征和规律,分别采用中国水土流失方程(CSLE模型)和区域经验模型,计算与分析了凹形黄土沉陷坡面的土壤侵蚀效应。结果表明:①在既定采厚且任意砂泥比条件下,凹形黄土沉陷坡面坡度的增幅随砂层系数的增加均增大,当砂层系数超过71%时,会消除不同采厚对凹形黄土沉陷坡面形态变化的影响差异,当超过75%时则基本丧失对凹形黄土沉陷坡面形态变化的影响;②无论是年侵蚀降雨尺度(M1)还是典型场次侵蚀降雨尺度(M2)下,凹形黄土沉陷坡面土壤侵蚀模数的增幅均会随砂层系数的增加而增大,并存在迅速增大、趋于稳定的两段式变化过程,M1增幅为4.18%~5.39%,M2增幅为6.71%~8.05%,当砂层系数超过75%时,基本丧失对凹形黄土沉陷坡面不同尺度土壤侵蚀模数变化的影响;③在既定砂层系数条件下,砂泥比≤60%对应的M1和M2增幅明显高于砂泥比>60%;④砂层系数是影响凹形黄土沉陷坡面土壤侵蚀变化的首要覆岩层状结构特征,可作为陕北采煤沉陷区坡面尺度水土流失效应“地下超前防控”的重要地质依据。对于“砂层系数≤75%”的采煤沉陷区,可以通过控制地下采厚的方式实现坡面尺度水土流失效应的超前防控;对于“砂层系数>75%”的采煤沉陷区,地表坡面土壤侵蚀的加剧程度已不再对地下采厚敏感,以致在满足区域土壤侵蚀强度总体控制目标的前提下,还存在增大采厚、提高采煤效率的空间。 展开更多
关键词 采煤沉陷 覆岩层状结构 砂层系数 土壤侵蚀 黄河中游
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准噶尔盆地西北缘LQ区石炭系火山岩风化壳储层分带性及勘探方向 被引量：1
2
作者 史乐 李婷 +2 位作者 杜引鱼 童坤 马鹏 《地质科技通报》 北大核心 2025年第3期82-93,共12页
准噶尔盆地西北缘LQ区发育大型火山岩风化壳油气藏,与其他地区火山岩风化壳油气藏不同的是,该风化壳储层垂向上具有多层性和较强的非均质性,平面上具有明显的分带性。目前对该火山岩风化壳储层的垂向和横向分带性及有利储层的分布规律... 准噶尔盆地西北缘LQ区发育大型火山岩风化壳油气藏,与其他地区火山岩风化壳油气藏不同的是,该风化壳储层垂向上具有多层性和较强的非均质性,平面上具有明显的分带性。目前对该火山岩风化壳储层的垂向和横向分带性及有利储层的分布规律认识不清,阻碍了该区进一步的火山岩油气勘探,因此需对这种独特的火山岩风化壳储层深入分析。以测井、钻井、岩性、野外地质剖面等资料为依据,分析了火山岩风化壳形成过程、垂向和横向分带性以及有利勘探方向等。研究结果表明:研究区石炭系火山岩风化壳古潜山演化可划分为裂隙式火山岩初始喷发阶段、火山喷发间歇阶段、火山再次活动阶段、石炭系火山顶部风化壳形成阶段4个阶段。火山岩风化壳储层主要形成于火山喷发间歇性,而风化物质则为喷发期形成的火山岩以及与火山岩相关的沉积岩,多期次火山喷发与风化形成了火山岩内部多层风化壳。每一期的风化壳自下而上均可划分出基岩层、裂缝层、砂化层、沉积层等,其中裂缝层和砂化层储层物性较好,是主要的油气储集层。平面上,风化壳划分为溶蚀台地、溶蚀斜坡、溶蚀洼地等,其中溶蚀斜坡裂缝和溶孔最发育,是最有利的勘探目标区。溶蚀洼地胶结作用严重,储层物性最差。研究结果可为火山岩油气勘探提供重要指导和启示。 展开更多
关键词 准噶尔盆地西北缘 风化壳分带性 砂化层 风化裂缝带 溶蚀斜坡 火山岩风化壳储层
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富水砂层联络通道冻结温度场影响因素分析 被引量：3
3
作者 徐平 韩述琦 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合... 以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合曲线,将拟合函数作为冻结孔的管壁温度边界条件,通过数值计算得到了联络通道冻结过程中的温度场云图和温度变化曲线。通过比对数值结果与现场实测数据验证了数值模型的准确性和合理性,并进一步研究了地下水流速、冻结管间距、冻结管直径、初始地温等因素对温度场发展的影响。引入单因素灵敏度分析法,求解了各因素对冻结壁交圈时间影响的灵敏度,确定了各因素影响的大小排序,结果表明:当地下水流速较大时,减小冻结管间距是削弱地下水流速对冻结温度场影响的最佳选择;当初始地温较高时,通过增大冻结管直径或减小冻结管间距都能提高冻结效率。 展开更多
关键词 富水砂层 联络通道 冻结加固 流热耦合理论 灵敏度分析
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城市砂层隧道注浆参数优化室内试验研究 被引量：1
4
作者 魏进 王锦涛 +3 位作者 卞海丁 张巍 王朋路 冯畅 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第2期105-114,共10页
为优化城市砂层隧道注浆参数,改善注浆效果,依托实际工程砂层隧道注浆问题,自主研制了室内砂层注浆试验系统,试验设计自变量为注浆压力、土体孔隙率和浆液水灰比,因变量为结石体强度、浆液扩散半径和注浆量,通过试验结果回归拟合自变量... 为优化城市砂层隧道注浆参数,改善注浆效果,依托实际工程砂层隧道注浆问题,自主研制了室内砂层注浆试验系统,试验设计自变量为注浆压力、土体孔隙率和浆液水灰比,因变量为结石体强度、浆液扩散半径和注浆量,通过试验结果回归拟合自变量与因变量之间的相对关系式,进而采用试验所得的线性回归方程优化现场注浆设计参数,并结合优化后的掌子面开挖与浆脉情况、取芯结石体强度、地表沉降进行效果评价.研究结果表明:经方差分析、回归系数与复相关系数检验,所得自变量与因变量之间的关系方程线性回归性强、回归系数显著;注浆压力对注浆量影响最大、浆液扩散半径次之、结石体强度影响最小,土体孔隙率对注浆量影响最大、结石体强度次之、浆液扩散半径影响最小,浆液水灰比对结石体强度影响最大、注浆量次之、浆液扩散半径影响最小;采用优化后的注浆参数进行现场施工,观察到掌子面开挖过程揭露浆脉较多、浆液扩散均匀,掌子面保持直立且无地下水渗出,取样结石体强度满足要求,地表沉降稳定,表明优化后的注浆效果较好,可有效保证依托工程隧道施工的质量与安全. 展开更多
关键词 隧道工程 砂层 注浆 室内试验 优化设计
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径向振动激励作用下饱和砂层中浆液扩散特性试验研究
5
作者 李晓龙 陈永利 +3 位作者 肖伟帆 范新健 钟燕辉 王复明 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1087-1099,共13页
振动注浆通过对饱和砂层施加振动激励作用,使其受扰动后有效应力下降、强度降低,从而减小浆液扩散阻力,增强其扩散性能,提升注浆效率和加固效果。目前振动注浆试验多采取轴向振动方式,其振动能量集中作用于钻杆端部土体,对径向土体几乎... 振动注浆通过对饱和砂层施加振动激励作用,使其受扰动后有效应力下降、强度降低,从而减小浆液扩散阻力,增强其扩散性能,提升注浆效率和加固效果。目前振动注浆试验多采取轴向振动方式,其振动能量集中作用于钻杆端部土体,对径向土体几乎无扰动效应,影响范围有限。针对该问题,研发了一种具有径向激振和频率可调功能的振动注浆模型试验装置,杆体末端的振动器通过隔振接头与杆体连接,以减少振动能量沿杆体的传播,提升能量利用率。首先利用该装置研究了10、30和50Hz径向振动作用下,饱和砂土超孔隙水压力演变规律和时空分布特征,然后进行振动注浆试验,测试不同振动频率、注浆压力和注浆时间条件下地聚物浆液在饱和砂土中的扩散特性。结果表明,随着振动频率的增加,超静孔压比越大,达到液化状态越早,且持续时间越长,不同埋深下与振动器中心等高的测点扰动效应最强烈,在水平方向随着与振动中心距离的增加,扰动影响逐渐减弱。与静态注浆相比,施加振动激励后浆液扩散性能显著增强,浆液扩散半径随振动频率、注浆压力、注浆时间增加而增大,振动频率为10、30和50Hz时,浆液扩散半径相对于无振动时分别增加15.7%、60.2%和174.1%。不同工况下浆液固结体长度较为接近,平均长度比振动器长度增大约20%。浆液扩散的最终形态与砂土受扰动程度和空间分布特征基本一致。 展开更多
关键词 振动注浆 模型试验 径向振动 饱和砂层 扩散性能
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潮汐影响下江底富水砂层地下水运动单孔示踪测试研究
6
作者 董海洲 王晋健 +3 位作者 林建忠 黄婷婷 刘星平 喻成 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第4期24-30,共7页
针对潮汐影响下河床富水砂层地下水渗流的复杂状况,采用单孔稀释法分别对钻孔内地下水垂向和水平流速进行测定,确定了江水位波动条件下地下水的运动规律。现场测试结果表明:江水位波动对两岸地下水渗流影响较小,对江心洲钻孔内地下水渗... 针对潮汐影响下河床富水砂层地下水渗流的复杂状况,采用单孔稀释法分别对钻孔内地下水垂向和水平流速进行测定,确定了江水位波动条件下地下水的运动规律。现场测试结果表明:江水位波动对两岸地下水渗流影响较小,对江心洲钻孔内地下水渗流影响较大;江水位下降时江心洲水位高于江水位,孔中将产生向下的垂向流,江水位上升时江心洲水位低于江水位,孔中有向上的垂向流;地层上部淤泥夹砂层具有一定的隔水性,减弱了江水对深部地层的影响,使下部砂卵石层无明显的垂向流,水平流速最大值仅为0.48 m/d,有利于地铁联络通道的冻结法施工。 展开更多
关键词 潮汐影响 富水砂层 地下水运动 单孔示踪
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富水砂层超长桩承载性状及受力机理研究
7
作者 胡长明 范雪原 +2 位作者 李贺 王旭东 李慧茹 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第5期1124-1130,共7页
本文依托现场原位载荷试验,并结合有限元软件ABAQUS建立数值模型,分析富水砂层地区超长基桩的荷载-位移曲线、桩身轴力分布以及侧摩阻力等承载特性,并研究不同桩、土刚度对超长桩承载特性的影响.结果表明:对于富水砂层地质,超长桩承受... 本文依托现场原位载荷试验,并结合有限元软件ABAQUS建立数值模型,分析富水砂层地区超长基桩的荷载-位移曲线、桩身轴力分布以及侧摩阻力等承载特性,并研究不同桩、土刚度对超长桩承载特性的影响.结果表明:对于富水砂层地质,超长桩承受竖向荷载作用下,桩周土体呈现应力-硬化的特征,且在高荷载作用下呈现出端承摩擦桩的性状;通过不同桩土刚度对超长桩受力变形的分析可得,桩周土体刚度影响最小,桩端土体刚度影响最大.基于承载机理对超长桩的设计应用作了进一步的探讨,对超长桩的理论研究和工程设计具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 富水砂层 超长桩 承载特性 自平衡法 桩土刚度
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考虑土拱效应的渗流作用下砂漏型岩溶塌陷机理
8
作者 高旭 吴诗 +2 位作者 晏鄂川 熊启华 陈诺 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期164-172,共9页
渗流作用下砂漏型岩溶塌陷在“上黏下砂”二元结构覆盖层隐伏岩溶区经常发生,此类塌陷宏细观力学机理和漏砂启动力学评价模型的研究还不充分。以武汉市二元结构覆盖层岩溶区由岩溶水位降低诱发的陆家街岩溶塌陷为例,采用物理模型试验和P... 渗流作用下砂漏型岩溶塌陷在“上黏下砂”二元结构覆盖层隐伏岩溶区经常发生,此类塌陷宏细观力学机理和漏砂启动力学评价模型的研究还不充分。以武汉市二元结构覆盖层岩溶区由岩溶水位降低诱发的陆家街岩溶塌陷为例,采用物理模型试验和PFC(particle flow code)-CFD(computational fluid dynamics)耦合数值试验探索塌陷破坏的宏细观力学机理,并构建渗流作用下漏砂启动的土拱极限平衡力学评价模型。结果表明:(1)物理模型试验和数值模型试验得到的陆家街塌陷临界水位差分别为7.2 m和8.0 m,误差约10%,漏砂启动后砂层底部孔隙水压力骤降,地表沉降增加;(2)在到达临界水位差之前,岩溶开口处砂层流速增大而孔隙水压力减小,土拱水平应力、竖向应力以及侧压力系数增大,且水力梯度增大速率明显大于侧压力系数;(3)所构建的渗流作用下土拱极限平衡模型表明,随着水位差增加,土拱中致塌力和抗塌力都在增加,但致塌力增大更明显。研究结果对提高砂漏型岩溶塌陷防灾监测水平具有重要意义。 展开更多
关键词 二元结构覆盖层 砂漏型岩溶塌陷 渗流作用 临界水位差 土拱效应
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基于改进SPH数值方法的强透水性砂层中流砂现象研究
9
作者 吴丽萍 陈弢锋 《科学技术创新》 2025年第9期21-24,共4页
在深基坑支护施工过程中,饱和动态含水砂层松散,黏聚力小,自稳能力很差,极易发生流砂引发土体空腔造成塌方,由于砂土颗粒组成的复杂性,其力学特性十分复杂,因此提出了一种基于平滑粒子流体力学(SPH)与卷积神经网络(CNN)相结合的数值模... 在深基坑支护施工过程中,饱和动态含水砂层松散,黏聚力小,自稳能力很差,极易发生流砂引发土体空腔造成塌方,由于砂土颗粒组成的复杂性,其力学特性十分复杂,因此提出了一种基于平滑粒子流体力学(SPH)与卷积神经网络(CNN)相结合的数值模拟方法,为研究流砂现象提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 砂层 神经网络 SPH 桩 数值模拟
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辽河盆地西部凹陷于楼油层高分辨率层序地层学
10
作者 陈欢庆 龚亮 +1 位作者 孙磊 韩洁 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第3期731-744,共14页
针对辽河盆地西部凹陷某区断裂体系发育、地层破碎、厚度空间变化快,地层精细划分对比难度大等问题,首先明确了传统地层学、Vail经典层序地层学和高分辨率层序地层学等不同地层精细划分对比方法之间对应关系体系。在沉积成因模式基础上... 针对辽河盆地西部凹陷某区断裂体系发育、地层破碎、厚度空间变化快,地层精细划分对比难度大等问题,首先明确了传统地层学、Vail经典层序地层学和高分辨率层序地层学等不同地层精细划分对比方法之间对应关系体系。在沉积成因模式基础上,充分综合利用地震同相轴强反射、取心井岩性变化、沉积旋回、电导率、电阻率等曲线取值变化和测井精细二次解释成果等信息,建立研究区目的层短期基准面旋回(单层)级别高精度等时地层格架;并利用不同短期基准面旋回(单层)顶面构造图,验证地层细分成果的正确性。结果表明:研究区于楼油层可以细分为29个高分辨率层序地层学短期基准面旋回(单层),对应地质年代0.01 Ma;地层厚度大体呈NE—SW向条带状分布,局部高值部位呈坨状,主要受沉积作用和后期差异压实等作用影响。 展开更多
关键词 辽河盆地 西部凹陷 于楼油层 单砂体 单层 短期基准面旋回 高分辨率层序地层学 储层非均质性
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多层砂土渗透破坏过程试验分析
11
作者 樊赟赟 吴秀杰 张放 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第3期389-397,共9页
【目的】渗透破坏严重威胁工程安全,研究多层砂土渗透破坏过程对于灾害预测与优化防治工程具有重要的现实意义。由于目前对多层砂土渗透破坏过程的研究仍不够深入,拟采用试验方法对多层砂土渗透破坏过程开展研究,旨在得到砂土层排布顺... 【目的】渗透破坏严重威胁工程安全,研究多层砂土渗透破坏过程对于灾害预测与优化防治工程具有重要的现实意义。由于目前对多层砂土渗透破坏过程的研究仍不够深入,拟采用试验方法对多层砂土渗透破坏过程开展研究,旨在得到砂土层排布顺序对渗透破坏形成条件、破坏形式及水砂运移过程的影响规律,并进一步分析多层砂土渗透破坏的形成机理以及水砂两相的运移特征。【方法】采用自主研发的水砂两相高速渗流试验设备对多层砂土渗透破坏过程进行室内试验研究,并提出了水砂分离的渗透破坏试验方法。通过对不同砂层排列下的试样进行渗透破坏试验,测定了多层砂土渗透破坏的发生条件和破坏形式,并在水砂两相流过程中揭示水砂运移特征。【结果】多层砂土的砂层分布会对渗透破坏的形式和条件产生影响。粒径较小的砂层承受较大的局部水力梯度,当其与下游砂层粒径差别较大时,临界水力梯度较小。当各砂层按粒径由细到粗顺序排列时,试样具有反滤特性,此时临界水力梯度较大。多层砂土的砂层分布会对渗透破坏的水砂运移流量产生影响。缺乏下游砂层保护的细砂层可能会发生流土破坏,在渗流发展过程中迅速形成较大的涌砂量。在细砂层下游设有保护砂层时,涌砂量则会明显减少。多层砂土的砂层分布会对水砂运移流量过程产生影响。在多层砂土管涌过程中,砂土结构逐渐被破坏,流量随之增加。水砂流量过程曲线因砂层的压缩和膨胀交替而呈现规律性的波动变化。【结论】在合理反滤设置下的多层砂土能承受较大水力梯度。细砂层相比其他砂层承担更大的水力梯度,在缺乏下游砂层保护时易发生流土破坏,在下游保护砂层粒径较大时易发生管涌破坏。流土发生时会迅速产生较大的涌砂量,管涌发生时水砂两相流过程呈现规律性波动变化,所得到的渗透破坏临界条件及水砂运移过程数据可作为进一步试验研究及数值模拟正确性验证的参考。 展开更多
关键词 多层砂土 渗透破坏 水砂两相流 水力梯度 流土破坏 管涌破坏 水砂运移特征 涌砂量
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多层压裂充填施工管柱侧向出流孔冲蚀损坏机理及结构优化
12
作者 徐凤祥 刘洪刚 +4 位作者 王浩宇 张伦 徐海珍 董长银 李经纬 《中国海上油气》 北大核心 2025年第2期220-230,共11页
海上油田多层压裂充填施工管柱的侧向出流孔的冲蚀损坏问题较为严重,显著影响管柱使用寿命。针对出流孔冲蚀机理不明确且缺乏结构优化依据的问题,使用现场实际施工材料和泵注条件,开展了管柱出流孔冲蚀损坏模拟实验。结果表明:砂比与排... 海上油田多层压裂充填施工管柱的侧向出流孔的冲蚀损坏问题较为严重,显著影响管柱使用寿命。针对出流孔冲蚀机理不明确且缺乏结构优化依据的问题,使用现场实际施工材料和泵注条件,开展了管柱出流孔冲蚀损坏模拟实验。结果表明:砂比与排量对冲蚀速率影响最大,黏度影响相对较小;出流孔间的返溅作用加速了冲蚀过程,在排量22 m^(3)/h、砂比80%条件下,出流孔平均冲蚀速率达到0.05 g/h,说明携砂液砂比与排量以及不同出流孔之间的返溅作用是影响出流孔侧向冲蚀的重要原因。基于冲蚀损坏模拟实验结果并结合金属表面微观分析,构建了冲蚀损坏程度评价方法,并提出尖端侧向切削机理、端面侧向切削机理及颗粒返溅正面啃噬机理三种冲蚀破坏机理。基于冲蚀损坏机理与规律,提出两项结构优化方案,即增厚保护套2.5 mm及出流孔倾斜角度改为38.42°。优化实验结果表明,优化后方案可延长出流孔使用寿命约30%。本研究为非常规低渗透储层的水力压裂增产改造,以及中高渗储层的多层压裂充填防砂施工管柱结构优化提供了直接依据。 展开更多
关键词 多层压裂充填防砂管柱 侧向出流口 冲蚀损坏机理 影响因素 结构优化
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考虑THM耦合效应的富水砂层冻结效果评价 被引量：1
13
作者 沙立中 叶万军 +4 位作者 赵兵 汤明建 浦同茂 周子豪 符晓 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第2期327-337,共11页
【目的】地铁隧道穿越富水砂层时常用的人工冻结法在冻土过程中受热、流、力场协同作用,研究多场耦合冻结效果对应用人工冻结法确保土体止水与加固的有效性具有重要意义。【方法】以昆明地铁富水砂层联络通道人工冻结法加固工程背景,建... 【目的】地铁隧道穿越富水砂层时常用的人工冻结法在冻土过程中受热、流、力场协同作用,研究多场耦合冻结效果对应用人工冻结法确保土体止水与加固的有效性具有重要意义。【方法】以昆明地铁富水砂层联络通道人工冻结法加固工程背景,建立了三维水平杯型冻结热-流-力耦合场(THM)模型,探明了降温计划、地下水渗流速度、地层饱和度对冻结效果的影响规律,并与实测结果对比分析。【结果】研究结果表明:地下水渗流速度越大,下游冻结区域冻结效果越明显,不同渗流速度下外圈冻结壁交圈时间均发生延期;渗流速度越大,上、下游冻结壁厚度差相差越大;不同降温计划条件下,采用-25℃降温计划的冻结效果最佳;由冻胀引起的竖向位移及水平位移随着饱和度的增大而增大,竖向位移增长率大于水平位移,竖向位移最大可达8.43 mm,水平位移不超过1.80 mm。在实际工程中,冻胀应力对临近建(构)筑物造成影响,可与管片配合通过二次注浆和融沉注浆以规避失稳、渗漏和盾构轴线偏移的危险。 展开更多
关键词 热-流-力(THM)耦合 富水砂层 冻结效果 地铁联络通道 人工冻结法
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密实细砂层地铁暗挖隧道新型超前加固材料性能及注浆参数研究 被引量：1
14
作者 陈铖 来弘鹏 +1 位作者 刘禹阳 朱新健 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第7期1432-1442,共11页
为降低超前注浆加固对地铁暗挖隧道地层环境影响,注浆要求低压缓注。密实细砂层结构紧密、黏粒含量高,导致现有注浆材料在低注浆压力下扩散半径小,无法有效加固隧道掌子面。基于组分活性激发及颗粒尺寸优化理念,以矿渣微粉、超细粉煤灰... 为降低超前注浆加固对地铁暗挖隧道地层环境影响,注浆要求低压缓注。密实细砂层结构紧密、黏粒含量高,导致现有注浆材料在低注浆压力下扩散半径小,无法有效加固隧道掌子面。基于组分活性激发及颗粒尺寸优化理念,以矿渣微粉、超细粉煤灰为主体,掺入适量超细水泥及复合激活凝聚剂,制备了新型注浆材料。通过室内试验,探究了不同配合比、复合激活凝聚剂掺量影响下新型注浆材料浆液流动度、凝结时间及结石体强度变化特性。采用自主研制的小导管注浆足尺试验装置,对比分析了普通水泥、超细水泥及新型注浆材料加固效果,揭示了上覆荷载与含水率影响下新型材料浆液扩散特性及注浆终压变化规律。研究结果表明:水固比为1∶1、矿渣微粉、超细粉煤灰及超细水泥质量比为4∶2∶4,复合激活凝聚剂掺量4%时,新型注浆材料浆液流动性最优、凝结时间可控、结石体强度较高;采用小导管注浆加固时,普通水泥浆液在密实细砂层以压密扩散为主、超细水泥浆液以压密-劈裂为主,新型材料则以渗透-劈裂方式进行扩散。新型注浆材料扩散性能及加固效果最优,超细水泥次之,普通水泥最差;注浆前期,新型材料应保持低压注浆,防止注浆量过大,引起砂土局部劈裂,造成加固失效的问题;新型材料注浆终压随上覆荷载及含水率的增加呈线性增长,上覆荷载增加50 kPa,注浆压力增大50 kPa左右。含水率增加2%,注浆压力增加量约为40 kPa。研究结果对注浆加固工程理论研究及工程应用有一定指导意义。 展开更多
关键词 地铁隧道 浅埋暗挖法 密实细砂层 小导管注浆加固 浆液扩散特性 注浆参数
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富水砂层深基坑开挖风险分析及应对措施研究 被引量：1
15
作者 李彧 张力 +1 位作者 高天涯 汪优 《施工技术(中英文)》 2025年第5期100-103,共4页
在富水砂层条件下开挖基坑,容易打破邻近建筑物原有的受力平衡,引起应力重分布,从而产生相应内力和变形,甚至造成建筑物开裂、地面塌陷等后果。针对这一问题,结合南通市城市轨道交通1号线1期工程环西文化广场站基坑项目,通过深入分析该... 在富水砂层条件下开挖基坑,容易打破邻近建筑物原有的受力平衡,引起应力重分布,从而产生相应内力和变形,甚至造成建筑物开裂、地面塌陷等后果。针对这一问题,结合南通市城市轨道交通1号线1期工程环西文化广场站基坑项目,通过深入分析该项目所处地质条件,及对周边建(构)筑物的影响,归纳总结该富水基坑的自身风险源、环境风险源,如地下管线、高压电力管线、上下水管道等,提出相关处理措施和应对策略。 展开更多
关键词 深基坑 富水砂层 应力 变形 风险
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富水砂层大直径双顶管下穿对既有箱涵变形的影响 被引量：1
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作者 任亮 叶雄明 +3 位作者 黄超 周书东 杜涛 陈小丹 《施工技术(中英文)》 2025年第8期92-96,102,共6页
为研究富水砂层大直径双顶管下穿对既有箱涵变形的影响,以东莞市石马河-小海河水体连通工程为背景,采用有限元软件MIDASGTS/NX建立三维数值模型,分析沉井及顶管施工全过程对既有箱涵的变形影响。通过总结既有箱涵变形特征,并将模拟分析... 为研究富水砂层大直径双顶管下穿对既有箱涵变形的影响,以东莞市石马河-小海河水体连通工程为背景,采用有限元软件MIDASGTS/NX建立三维数值模型,分析沉井及顶管施工全过程对既有箱涵的变形影响。通过总结既有箱涵变形特征,并将模拟分析结果与工程监测数据进行对比,验证了数值模型的可靠性。结果表明,在沉井及顶管施工过程中,箱涵结构最大水平位移为1.38mm,最大竖向位移为-2.19mm,均满足控制标准;最大水平位移和最大竖向位移均发生在顶管下穿箱涵的横断面处,且距离顶管越远,箱涵结构变形越小;三期箱涵变形比二期箱涵小。 展开更多
关键词 地下工程 富水砂层 顶管 箱涵 数值模拟 监测
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富水砂层幂律型浆液渗透注浆扩散机理
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作者 谢鲍 程桦 +3 位作者 王雪松 黎明镜 刘向阳 韩雪宇 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期150-162,共13页
【目的】为阐明富水砂层渗透注浆球形扩散规律及影响因素,开展渗透注浆试验研究,以了解不同注浆参数对浆液扩散的定量影响。【方法】首先,通过渗透注浆球形扩散模型试验,分析浆液宏观扩散形态、微观填充效果及注浆过程中渗透压力、土压... 【目的】为阐明富水砂层渗透注浆球形扩散规律及影响因素,开展渗透注浆试验研究,以了解不同注浆参数对浆液扩散的定量影响。【方法】首先,通过渗透注浆球形扩散模型试验,分析浆液宏观扩散形态、微观填充效果及注浆过程中渗透压力、土压力变化趋势;然后,基于考虑多效应耦合作用的渗透注浆球形扩散方程,定性分析浆液渗透扩散的影响因素,定量分析理论预测浆液扩散的误差;最后,使用极差分析法评估水灰比、砂土物理参数、注浆压力对浆液渗透扩散影响的显著性。【结果和结论】浆液扩散范围与浆液水灰比、砂土孔隙率呈正相关,与砂土迂曲度呈负相关;注浆过程中,随着与注浆管的距离变远,渗透压力及土压力非线性减小,而随着时间的变化,同一个测点的渗透压力及土压力非线性增大;定义了压力突增时间区间,与注浆管距离越近,该区域出现越早,压力变化越显著;考虑浆液黏度时变效应、迂曲效应及均匀渗滤效应的理论模型预测浆液扩散范围与试验误差为-13.26%~11.01%;各注浆参数对浆液扩散范围影响的显著性从大到小为:水灰比、砂土孔隙率、注浆压力;水灰比作为主要影响因素,同时影响注浆过程的砂土实际孔隙率、迂曲度进而影响浆液扩散范围。研究成果可为今后富水砂层注浆参数设计提供参考。 展开更多
关键词 富水砂层 渗透注浆 多因素耦合 幂律浆液 扩散机理
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基于DMT的孟加拉国帕德玛大桥桩基承载力预测研究 被引量：1
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作者 任士房 黎田 涂文博 《路基工程》 2025年第1期22-29,共8页
依托孟加拉国帕德玛多用途大桥,采用扁铲侧胀试验(Flat Dilatometer Test,简称DMT)分析大直径钢管桩基的竖向极限承载力,并与现场静力载荷试验和室内三轴试验的计算结果进行对比。结果表明:相对室内试验参数,基于3种不同DMT试验参数的... 依托孟加拉国帕德玛多用途大桥,采用扁铲侧胀试验(Flat Dilatometer Test,简称DMT)分析大直径钢管桩基的竖向极限承载力,并与现场静力载荷试验和室内三轴试验的计算结果进行对比。结果表明:相对室内试验参数,基于3种不同DMT试验参数的计算结果误差均在10%以内,整体预测较可靠;魏晋攀方法的预测精度最高,Marchetti法次之,Campanella&Robertson法略低估了桩基的竖向极限承载力;桩端和桩侧压浆可有效提高桩基承载力,基于DMT测试的预测结果可为桩基压浆效果提供可靠经济的评估依据。 展开更多
关键词 扁铲侧胀试验 深厚粉细砂层 大直径钢管桩 原位测试 试验对比 桩基承载力 压浆效果 经济性
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非均质层状珊瑚砂地基承载特性试验研究
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作者 徐东升 刘洋 +2 位作者 杜文博 徐学勇 秦月 《土木工程学报》 北大核心 2025年第6期91-102,共12页
吹填形成的不均匀分层地基给岛礁工程带来了一定挑战,为研究非均质层状吹填珊瑚砂地基的承载特性,基于粒子图像测速(PIV)技术设计了地基承载模型试验系统,通过加载控制和沉降、变形监测,研究了不同分层模式下珊瑚砂地基的承载特性和地... 吹填形成的不均匀分层地基给岛礁工程带来了一定挑战,为研究非均质层状吹填珊瑚砂地基的承载特性,基于粒子图像测速(PIV)技术设计了地基承载模型试验系统,通过加载控制和沉降、变形监测,研究了不同分层模式下珊瑚砂地基的承载特性和地基变形机理。试验表明:在水平方向上,上部荷载对珊瑚砂地基变形的影响集中在2~3倍荷载板宽度范围内,垂直方向上则集中在2倍荷载板宽度范围内。非均质分层特征对珊瑚砂地基承载特性产生了显著影响,级配更优的多层珊瑚砂地基承载性能更好,然而极限承载力与层间倾角呈线性负相关关系,以倾角不超过20°的三层地基为例,平均降幅达14.3%。此外,非水平地基的变形受倾角影响呈非对称分布且向倾斜方向偏移。鉴于珊瑚砂与一般陆相沉积物存在显著差异,通过圆锥动力触探试验,提出了基于轻型动探锤击数N10的水平层状珊瑚砂地基承载特性评估方法,有助于实践中快速评估珊瑚砂地基的承载能力。 展开更多
关键词 珊瑚砂 非均质层状地基 PIV技术 静力载荷试验 动力触探
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宽级配土落雨法制模的离析分层试验分析及数值模拟
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作者 陈治先 王海 +3 位作者 王体强 徐征和 王永志 张旭东 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期721-729,共9页
落雨法能够模拟地基土体自然沉积过程且令模型获得与天然地基最为近似的力学特性,是一种常用的岩土模型制备方法。在落雨法制备宽级配土模型时,常出现分层与扬尘现象,对模型的均匀性与试验结果可靠性造成不利影响。针对上述问题,本文建... 落雨法能够模拟地基土体自然沉积过程且令模型获得与天然地基最为近似的力学特性,是一种常用的岩土模型制备方法。在落雨法制备宽级配土模型时,常出现分层与扬尘现象,对模型的均匀性与试验结果可靠性造成不利影响。针对上述问题,本文建立单颗粒和颗粒簇力平衡方程,分析了宽级配土的分层与扬尘机制;基于PFC^(3D)离散元模拟方法,开展了针对宽级配土下落过程中分层和扬尘现象的数值模拟,揭示了环境介质和级配宽度等因素的影响规律。结果表明:分层现象主要由不同粒径颗粒在非真空环境中的下落速度差异引起;随着环境介质密度、黏滞系数与颗粒级配宽度的增加,试样分层现象趋于明显;扬尘现象主要归因于细颗粒在环境流体扰动下的较低落速与长期悬浮,细颗粒含量越高,扬尘现象越明显;颗粒簇在下落过程中与环境流体的相互作用导致截面扩展,从而扩大扬尘范围;截面扩展速率随落距的增大而减小,并趋近于0。本研究成果可为深入理解落雨法分层与扬尘机制,提高含细粒的宽级配土地基模型制备质量提供有效理论依据和参考。 展开更多
关键词 宽级配土 落雨法 分层现象 物理机制 落速 PFC^(3D)
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