下图是全国乃至全球第一次使用刮刀刀座保护刀的刀盘。由于成都砂卵石地层的特殊性,不仅磨刀刃也磨损刀体和刀座。2009年第一次设计了镶嵌硬质合金块的刮刀刀座保护刀,有效保护了刮刀刀座,现已经推广至大部分的盾构机刀盘上。虽然,没有盾构生产厂家给专利费,但确实得到了全面推广。 强制搅拌的泥 5、同步注塑性双液浆 现今常用的同步单液浆对管片浮力较大,向上浮力远大于管片自重等向下作用力,导致管片姿态超限,管片错台、破损与渗漏水。现常用方法是在盾尾后几环管片外部注水泥水玻璃浆防管片上浮,虽有一定效果但管片上浮现象无法有效避免。有的在盾尾注浆管处单液浆加入水玻璃,导致注浆管经常堵塞,无法全面推广。 首次创新采用常规单液浆为A液,聚丙烯酰胺水溶液为B液的双液浆,在盾尾注浆管前混合,浆液由流体增稠为塑性体,管片所受浆液浮力大大降低,使用效果良好。 饱和土截面主要由土骨架面积和自由水面积两部分组成。为了准确区分这两部分面积,引入土的给水度参数。给水度(μ)定义:饱和的土壤或岩层在重力作用下排出的水量与土壤或岩层体积的比值。饱和均质土每个截面的自由水面积相同,自由水体积就是所有自由水面积的叠加(见下图)。推导出饱和土截面中自由水面积与总面积比值为μ。 饱和土土骨架与自由水分开示意图 2、地下建筑浮力计算优化 地下建筑所受自由水浮力是通过饱和土自由水通道和饱和土中土颗粒两部分面积经混凝土垫层传递到建筑物底板。 地下建筑浮力示意图 如果将混凝土垫层重力忽略不计,地下建筑所受浮力为: 注意:地下建筑所受浮力主要与底板下的给水度有关,取底板下的地层最大给水度值。 3、达西定律的优化 由于饱和土过水面积为μA,根据达西定律可优化单位时间流量Q: 4、渗透力的优化 按照自由水面积为μA并考虑渗流方向重新推导渗透力公式。 饱和土渗流条件下截面示意图 优化后的渗透力公式为: 5、水土侧压力统一计算 通过引入岩土给水度,优化的竖直应力计算公式为: 但计算基坑静止侧压力时,土骨架面积上基坑侧是无孔隙水压的(见下图),基坑外侧的孔隙水作用力是无内侧孔隙水作用力平衡的,那么基坑侧的支撑力需额外增加作用力平衡基坑内侧土骨架面积上所承受的孔隙水作用力的传递力。 基坑侧土颗粒力平衡示意图 从而得到水土侧压力统一计算公式为: 对于传递系数k如何确定需进一步探讨。水土侧压力统一计算肯定是正确的,但如何精确计算还需进一步研究与探讨。 5、有效应力的优化 笔者认为有效应力应该是截面上土颗粒所承受作用力在总截面上的平均应力。 优化的有效应力计算公式为: 6、朗肯土压力计算公式的优化 如下图所示,微小单元土体,主动土压力()是指挡土墙在墙后土体作用下向前发生移动,致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时,墙后土体施于墙背上的土压力。微小单元土体,被动土压力()是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土,致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时,填土施于墙背上的土压力。微小单元土体,静止土压力()是指挡土墙不发生任何方向的位移,墙后土体施于墙背上的土压力。 当挡土墙所受外力小于静止土压力()时,挡土墙在墙后土体作用下向前开始发生移动,静止土压力()是挡土墙水平向不发生移动的最大平衡压力。因此,水平向发生移动,最大主应力()为,最小主应力()为。当挡土墙所受外力大于静止土压力()并逐渐增大时,挡土墙在外力作用下向后发生移动而推挤填土,填土水平向发生变形,当水平向作用压力产生的侧压力大于自重应力时土体开始竖直向上产生变形。当土压力值达到时竖直向上变形达到极限平衡状态。由于假设土在各个方向都呈相同各向异性,那么水平向作用压力产生的侧压力等于自重应力时水平向作用压力为,此作用压力是填土竖直向不发生向上移动的最小平衡压力。因此,竖直向发生移动,最大主应力()为,最小主应力()为。 土单元应力状态 7、优化了主动、被动状态应力圆并提出了平衡应力圆 朗肯主动、被动状态应力圆如下图: 优化的主动、被动与平衡应力圆如下图: 以上盾构方面与岩土方面的技术都与以前技术有所不同,如果被大众所接受,必将推动技术的进步。 彷徨是什么?中国现处于发展中国家,行政与技术无法分开,行政职务事务性事情太多,不可能有时间去研究技术,只是听别人说,技术无法达到顶级。一个只干技术,岗位级别不高,谁都能指使你,你哪有时间去研究原创技术,这也是现阶段很多人不是在本职岗位上研究技术而是想方设法从事管理岗位的原因。即能研究喜爱的技术又能不被他人呼来唤去,还能完成自己的本职工作,这是笔者一直追求的目标,也是彷徨之所在。 无论是喜悦还是彷徨,在人生长河中只是一瞬,好也好,坏也罢,评论在后人。 |
|