書????名 | 甘肅天水地區膨脹性泥巖隧道施工技術研究 | 出版社 | 人民交通出版社 |
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頁????數 | 181頁 | 開????本 | 16 |
作????者 | 歐爾峰 梁慶國 | 出版日期 | 2014年1月1日 |
語????種 | 簡體中文 | ISBN | 7114110286 |
第1章緒論
1.1概述
1.2國內外基本情況
1.3本書主要內容
參考文獻
第2章工程地質性質研究
2.1工程概況
2.2梁家山隧道地質環境概要
2.3泥巖地球化學成分和礦物成分
2.4泥巖微結構特征與物理力學性質
2.5梁家山隧道泥巖計算物理力學參數取值
參考文獻
第3章泥巖膨脹分級研究
3.1泥巖的顆粒組成與液塑限
3.2泥巖自由膨脹率
3.3泥巖相對自由膨脹率
3.4泥巖崩解特性
3.5膨脹力試驗
3.6側限約束膨脹率
3.7泥巖膨脹性綜合評價
參考文獻
第4章梁家山隧道施工監控量測分析
4.1施工監控量測概述
4.2測點斷面布置
4.3斷面的測點布置及量測
4.4測試結果與分析
4.5測試結果的理論分析
參考文獻
第5章泥巖隧道施工過程數值模擬研究
5.1引言
5.2MIDASGTs有限元程序
5.3數值模型
5.4計算結果分析
參考文獻
第6章泥巖隧道施工方法比較研究
6.1雙層模筑法施工過程模擬
6.2泥巖遇水軟化后不同施工方法比較
6.3雙層模筑和復合式襯砌支護比較
參考文獻
附錄A多尺度降維法(MDs)
A.1多維標度法的基本原理
A.2非度量方法
附錄B
B.1物理力學實驗
B.2泥巖液塑限試驗
B.3泥巖自由膨脹率試驗
B.4泥巖相對自由膨脹率試驗
B.5未打磨試樣水溶液濕化試驗
B.6打磨試樣水溶液濕化試驗
B.7煤油溶液濕化試驗
B.8膨脹力試驗
B.9側限約束膨脹率試驗2100433B
《甘肅天水地區膨脹性泥巖隧道施工技術研究》(作者歐爾峰、梁慶國、蔣代軍)從研究依托工程泥巖隧道的工程地質入手,以室內試驗、現場監控量測、數值模擬計算為主要研究手段,從隧道所處的地質環境背景研究出發,對泥巖工程地質性質、膨脹分級、現場監控量測、施工方法模擬、工法對比進行了系統闡述,最終應用于工程實踐。本書共分6章,主要包括:緒論、工程地質性質研究、泥巖膨脹分級研究、梁家山隧道施工監控量測分析、泥巖隧道施工過程數值模擬研究、泥巖隧道施工方法比較研究。
本書編寫分工如下:第1章、第2章、附錄B由蘭州交通大學梁慶國教授編寫;第3章、第6章、附錄A由蘭州交通大學歐爾峰博士編寫;第4章、第5章由蘭州交通大學蔣代軍博士編寫。
隧道施工技術方法:1 總體施工方案 采用新奧法施工,施工原則為“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”。Ⅱ類圍巖采用分部開挖法施工;Ⅲ類圍巖采用微臺階法開挖,預裂爆破;Ⅳ類圍巖采用全斷面法施工(Ⅳ類圍巖偏下...
隧道施工技術方法:1 總體施工方案 采用新奧法施工,施工原則為“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”。Ⅱ類圍巖采用分部開挖法施工;Ⅲ類圍巖采用微臺階法開挖,預裂爆破;Ⅳ類圍巖采用全斷面法施工(Ⅳ類圍巖偏下...
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著者:蔣代軍,16開本,181頁,平裝,定價:40元,出版單位:人民交通出版社,版次:第1版第1次,出版時間:2014年1月15號,標準書號:ISBN 978-7-114-11028-3。
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評分: 4.6
隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,人們出行兩地的時間也因高速公路的存在而越來越短,因此,高速公路成為很多人出行和旅游的首選。在車流量日益增大的前提下,高速公路施工技術也受到了嚴峻考驗。高速公路膨脹性泥巖隧道施工時,如果控制不當,可能會造成大面積破壞和人員傷亡,因此,本文對高速公路膨脹性泥巖隧道施工技術提出了幾點看法。
0.5~2mm 粒級的肥煤具有較大的膨脹溫度區間和最大膨脹度b值;粒度小于 0.3mm肥煤的膨脹性劣化嚴重。
金屬受熱時體積發生脹大的現象稱為金屬的熱膨脹。例如,被焊的工件由于受熱不均勻而產生不均勻的熱膨脹,就會導致焊件的變形和焊接應力。衡量熱膨脹性的指標稱為熱膨脹系數。2100433B
還原膨脹機理 球團礦的還原膨脹特性,還原過程可分為3個階段。
第1階段,Fe2O3還原為Fe3O4,第2階段Fe3O4還原為FexO,第3階段FexO還原為Fe。球團礦在還原過程中產生兩種不同類型的膨脹,即正常膨脹及異常膨脹。在還原最初階段,即還原度在20%~25%時,兩種類型的膨脹率幾乎相等;當還原度繼續上升,正常膨脹的球團礦,其膨脹常隨還原度的上升而上升,體膨脹率的最高值是20%~25%,隨后體積收縮;而異常膨脹的球團礦則隨著還原度的上升,體膨脹系數急劇上升,特別是還原度在25%~70%之間時,最高體膨脹系數可達80%以上。球團礦還原的第1階段,Fe2O3還原為Fe3O4過程中發生晶型轉變,三方晶系菱形六面體轉變成等軸晶系立方體,體膨脹率達到20%;
第2階段由于沒有晶系的轉變所以膨脹很少;
第3階段FexO還原為Fe時,發生體積收縮,這是屬于球團礦的正常還原膨脹過程。球團礦的異常還原膨脹則發生在第2還原階段及第3還原階段,其原因有鐵礦物的各向異性、鐵晶須的生成、某些雜質的存在及生球質量不好或加工過程有缺陷等因素。
(1)鐵礦物的各向異性。赤鐵礦晶粒以板狀形態存在,由于各方向上的還原速度及膨脹率不同而發生開裂引起異常膨脹。赤鐵礦與磁鐵礦共生在同一晶體內,或粗粒磁鐵礦與片狀赤鐵礦共生,晶體排列不規則,各向還原速度不一致,在界面上產生推力,使兩個晶體開裂。
(2)鐵晶須的生成。在還原的第3階段,即FexO還原為Fe時,還原反應不在FexO表面成層進行,而在邊、角、棱位置迅速生長鐵晶須。它的生長促使球團結構松動,使球團體積猛增。
(3)雜質成分。球團礦含有少量堿金屬、氧化鈣及氧化鋅等,它們不均勻地固溶于FexO中,在還原過程中易發生異常還原膨脹。高品位低SiO2球團礦中,當堿度(CaO/SiO2)在0.1~0.6時,特別是在0.4~0.5之間時,有最大的體膨脹率,因為在此堿度下,球團在還原過程中,鈣鐵橄欖石及鐵橄欖石形成共晶體,其熔點最低,當其脈石總量超過10%時,則體膨脹率下降。此外,以MgO代替CaO,共晶體的熔點上升,有利于體膨脹率的下降。
(4)生球質量不好或加工過程有缺陷。配料不當、加熱和冷卻速度不當、化學成分及焙燒溫度不當,這些都可能引起異常還原膨脹,有時甚至是最主要的原因。
防止球團異常膨脹的措施常用措旋有3:
(1)加入添加物調整球團礦的脈石成分。通過改變球團礦內CaO、MgO、SiO2及Al2O3的比例來調整球團礦連接鍵的類型和數量,是抑制球團礦異常膨脹粉化的重要措施。SiO2對提高球團礦熱還原強度,抑制還原膨脹及鐵晶須長大所引起的異常膨脹有良好作用。但當CaO存在時,CaO與SiO2要有適當比例,以免形成低熔點共晶體,使體膨脹率增大。MgO加入時,可提高渣相的熱穩定性,對防止膨脹有利。Al2O3可以形成鋁酸鹽,促使渣相的發展,使膨脹受到限制。
(2)采用保護性的焙燒氣氛。在非氧化氣氛下焙燒球團,球團礦以磁鐵礦再結晶和被部分渣鏈所固結,可防止異常膨脹。此法對于含堿金屬球團也起同樣作用。
(3)適當提高焙燒溫度。這可增加球團液相鏈、減少鐵氧化物的再結晶鏈,此外還可使球團結構更趨均勻,礦物結晶趨向完善并長大,避免多重晶生成。
檢驗方法 檢驗球團礦還原膨脹的方法有國際標準化組織試行方法、日本工業標準方法和中國國家標準方法。
(1)國際標準化組織試行方法(ISO/I)P4698)。采用內徑75mm、長800mm的雙壁還原反應管,還原氣體在雙壁中間加熱后進入反應管內。每次試驗將18個球團礦置于鋼絲籃或專用支架的3個水平面上,互不依靠,讓其自由膨脹。反應管的頂端吊掛在天平上,反應管的下端置于高溫爐內(圖2)。試樣的粒度為10.0~12.5mm,18個球團礦的質量為60g士1g。試樣先在110℃下干燥至恒重,然后放入反應管內,通入惰性氣體,升溫到900℃±10℃,加熱15min,然后在恒溫下通入還原氣體還原60min,連續記錄還原過程的失重。還原后把反應管自高溫爐中提出,以5L/min的流量通入惰性氣體進行冷卻至室溫。還原氣體的成分為CO30%±0.5%、N270%土0.5%,雜質含量要求O2≤0.1%,H2、CO2和H2O均≤0.2%,氣體流量為15L/min士1L/min。使用水銀體積計測定試樣在還原前后的體積。體積膨脹率按下式計算:
△V=(V1-V0)/V0 ×100%
式中V0、V1,為試樣在還原前后的體積。取兩次試驗的平均值作為試驗結果。允許極差小于3%(絕對值)。當差值超過3%時,再做兩次試驗。如后兩次試驗的差值在規定范圍內,則取4次試驗的平均值。否則取兩兩中間值的平均值。
(2)日本工業標準方法(JIS M8715-1977)使用內徑為50mm的臥式電爐,還原反應管為內徑30mm、長300mm的石英管。以3個5mm以上的球團礦作試樣,放到長70mm、寬20mm、深5mm的石英舟內,再將石英舟放入反應管內。還原氣體的成分為CO30%、N270%(H2<1%),流量為500mI/min。試樣在N2或Ar氣(200mL/min)保護下加熱至900℃,保溫,30min。然后在900℃土10℃的溫度下還原60min,再以N2或Ar氣冷卻至室溫。用排汞法測出每個球在還原前后的體積,然后計算出膨脹率。進行兩次試驗,取6個球的平均值作為試驗結果。
(3)中國國家標準方法(GB/T13240一91)采用國際標準化組織試行的方法,反應管為內徑75mm、長800mm的雙壁不銹鋼管。每次試驗將18個球團礦置于3層試佯容器中,相互間有格條隔開,讓其自由膨脹。試樣的粒度為10.0~12.5mm。試樣先在105℃±5℃的溫度下烘干,然后放入反應管內。將流量為5L/min的惰性氣體通入反應管內,再將反應管放入溫度不超過200℃的高溫爐內。在通惰性氣體條件下升溫,到達900℃±10℃的溫度后恒溫30min。然后在恒溫條件下通入還原氣體連續還原60min。還原后向反應管內通入流量為5L/min的惰性氣體,將反應管連同試樣一起提出爐外,冷卻至l00℃以下。還原氣體的成分為CO30%士0.5%、N270%±0.5%,雜質含量要求O2≤0.1%,H2、CO2、H2O均≤0.2%,流量為15L/min±1L/min。使用排汞法或其他測量體積精度能達0.2mI。的方法測定試樣在還原前后的體積。按試樣在還原前后體積的變化計算出還原膨脹指數(RSI):
RSI=(V1-V0)/V0 ×100%
式中V0、V1分別為還原前后試樣的體積,mL。兩次試驗結果值之差(即極差)絕對值應小于3%。當差值超過3%時,則按規定繼續進行試驗。還原膨脹率按試驗結果的平均值報出。