Torsional dynamic response of a large‐diameter pipe pile in viscoelastic saturated soil

An analytical solution is developed in this paper to investigate the dynamic response of a large‐diameter end‐bearing pipe pile subjected to torsional loading in viscoelastic saturated soil. The wave propagation in saturated soil and pile are simulated by Biot's two‐phased linear theory and one‐dimensional elastic theory, respectively. The dynamic equilibrium equations of the outer soil, inner soil, and pile are established. The solutions for the outer and inner soils in frequency domain are obtained by Laplace transform technique and the separation of variables method. Then, the dynamic response of the pile is obtained on the basis of the perfect contacts between the pile and the outer soil as well as the inner soil. The results in this paper are compared with that of a solid pile in elastic saturated soil to verify the validity of the solution. Furthermore, the solution in this paper is compared with the classic plane strain solution to verify the solution further and check the accuracy of the plane strain solution. Numerical results are presented to analyze the vibration characteristics and illustrate the effect of the soil parameters and the geometry size of the pile on the complex impedance and velocity admittance of the pile head. Finally, the displacement of the soil at different depth and frequency is analyzed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

高寒富水地区-西藏那曲镇给水管道的安装及维修

西藏那曲镇是全世界海拔最高、含氧量最稀薄、最后一个安装自来水的地级城市。那曲镇海拔高度为4500m，冻土层深达2．8m，地下水丰富，基础开挖超过lm时就有地下水渗出，且土质多为流沙型，施工时容易引起塌方，施工环境恶劣。本文就那曲镇的具体情况介绍一下给水管道的安装及维修。     

考虑泥浆套不同形态的顶管管壁摩阻力计算公式

大直径、长距离顶管施工常通过注浆形成泥浆套来减小阻力,泥浆套的形态及其完整性对管壁摩阻力大小有决定性作用,现有摩阻力计算公式一般未考虑不同泥浆套形态对摩阻力的影响,计算结果与实际情况相差较大。根据不同施工状况对顶管外壁泥浆套的可能形态进行了分类及成因分析,提出了判断3种常见泥浆套形态的方法。利用半无限弹性体中柱形圆孔扩张理论探讨了注浆压力对泥浆套厚度的影响,结合非线性流体力学计算泥浆与管壁接触产生的摩阻力,最终采用挖掘面稳定假设,针对3种泥浆套形态提出了摩阻力计算公式。采用该方法对工程案例进行计算,计算结果与实测数据对比表明：现有摩阻力计算公式的计算结果过于保守,所提出的计算公式是合理和有效的。     

管棚帷幕注浆法在含高压气体巷道掘进中的应用研究

帷幕注浆在建井时应用于封堵地下水涌入技术已经比较成熟,但用于封堵地层中气体涌入危害仅见个别实例。在总结前人研究成果的基础上,借用水力学安全厚度的计算方法,研究了煤矿巷道开挖碰到含高压瓦斯、H2S气体构造破碎带的情况,首次将管棚支护技术与帷幕注浆法相结合,确保安全掘进的技术措施。并将研究成果应用于四川龙滩煤矿＋450回风石门的掘进,取得了成功。     

考虑土拱效应的管棚合理间距计算方法

管棚作为隧道安全穿越不良地质地段的超前支护结构,依靠土拱效应发挥其支护作用,管棚间距与成拱效应密切相关。通过引入合理拱轴线,并考虑侧向土压力的影响,结合管棚间土拱破坏条件给出了管棚合理间距的计算方法,通过凤咀江隧道工程实例和离散元对比分析,验证了计算方法的合理性。进一步分析了管棚间距随管棚所处位置的变化规律以及管棚直径、土体参数等对管棚间距的影响规律。结果表明：当侧向土压力系数较小时,拱腰至边墙处管棚间距可适当调大;当侧向土压力系数较大时,拱顶至拱腰处管棚间距应适当减小。管棚间距随管棚直径和土体黏聚力的增加而线性增加,且与土体内摩擦角数呈正相关关系,随内摩擦角增大,对管棚间距的影响也越来越大。     

闽西北地区隐爆作用与火山岩型铀矿化

隐爆角砾岩体对火山岩型铀矿化的控制作用已为实践所证明，并引起高度重视。本文阐述了闽西北地区隐爆角砾岩形成的时空条件、与围岩的关系、分带性及其鉴别要素。以实例说明隐爆角砾岩体对铀矿化起控制作用的３种主要形式，指出了寻找隐爆角砾岩体的方法。     

P波作用下饱和土中输流管道动力响应

根据Biot波动理论,采用复变函数与多级坐标法,求解了P波作用下饱和土体中地下输流管道的波动散射方程,分析了管道中流体介质性质、入射波角度及管道埋深等对地下输流管道周边动应力集中系数及孔压集中系数分布的影响。计算结果表明：在低频弹性波入射时,管道周边动应力集中系数及孔压集中系数分布相对均匀,而随入射频率的增加,其分布变得复杂化,但其峰值有所减小;中低频波入射作用下,管道内为水、石油介质时,动应力集中系数和孔压集中系数较空气介质时小,而在高频波作用时情况相反;对于管道内流体介质为水时,随着入射角度的变化,应力集中分布也沿一定角度的方向发生转动,入射波自管道下方垂直入射时,管道周边动应力集中系数峰值相对较大;随埋深的增加,动应力集中系数和孔压集中系数均呈震荡减小的趋势。     

石油钻杆接头水基淬火的研究

对石油钻杆接头水淬热处理技术进行了研究分析。介绍了水基淬火和油基淬火后石油钻杆接头的硬度、硬度均匀性的对比试验;不同条件下的淬火液对钻杆接头冷却速度的影响。研究表明,水基淬火方式能更好地提高钻杆接头马氏体化程度,从而提高淬火质量。     

山东胶莱盆地边缘层间滑动角砾岩型金矿地质特征及成矿动力学背景

以蓬家夼、大庄子和发云夼为代表的胶莱盆地北缘层间滑动角砾岩型金矿是近年来确立的一种新类型金矿。这种新类型金矿产出于走滑拉分盆地边缘,并受层间滑动断裂的控制。层间滑动断裂是在伸展构造环境下形成的,一般沿大理岩等相对脆性岩层产出,是一条由碎裂岩、角砾岩等张性构造岩构成、具有一定宽度的断裂构造岩带,具有倾向滑移的特点。层间滑动角砾岩型金矿化主要发生在大理岩质碎裂岩、角砾岩等张性构造岩胶结物内。地质研究及硫、碳及氢氧同位素证据表明,成矿物质和成矿流体具有多源性的特点,以源于下地壳及上地幔的深源成矿流体为主,下渗大气降水及盆地流体不同程度地参与了成矿作用过程,对金矿的形成起到了重要的作用。控矿断裂和金矿化的形成与中生代期间华北东部大地构造环境及胶莱盆地的形成演化密切相关。受区域构造应力场的影响,断裂经历了挤压—伸展—挤压的构造过程。中生代中晚期华北东部岩石圈的剧烈拉张减薄及郯庐断裂带的强烈活动为深源成矿流体的形成和大规模上升创造了聚集和运移的条件,金矿即与这次深源岩浆活动密切相关。     

基于桩身应力测试的静压PHC管桩贯入机制

压桩过程中PHC管桩侧摩阻力与端阻力的分离是制约其贯入机制及承载力研究的瓶颈。通过桩身预埋准分布式FBG光纤传感器,对贯入成层土地基中5根足尺开口PHC管桩侧摩阻力及端阻力发展变化情况进行了监测。试验表明,准分布式光纤传感测试技术现场可操作性强,粗放施工环境下贯入阻力分离效果较为理想。成层土地基中压桩力曲线基本反映地层土性变化,桩端土层性状对压桩力影响较大。硬质土层界面处试桩压桩力平均增幅约为64.06%,端阻力受地层变化影响更为显著,平均增长幅度约为97.41%,侧摩阻力平均增长幅度约为17.92%;桩端位于非硬质土层试桩压桩力变化不明显。贯入过程中现场足尺试验桩身应力变化不同于室内模型试验,桩身上、下部侧摩阻力发挥的力学机制不同。受现场粗放施工条件及深度方向土层变化影响,贯入成层土地基中桩侧摩阻力临界深度现象不明显。