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论文范文气动DTH锤的使用分析

论文类型:论文范文
论文字数:
论点:模型,试验,离心
论文概述:

土木论文:试析气动潜孔锤使用情况 由硕士毕业论文中心,硕士论文组整理提供,本文阐述了试析气动潜孔锤使用情况

论文正文:

民用论文:气动潜孔锤的使用分析由硕士论文中心和硕士论文组提供。本文阐述了气动潜孔锤的使用分析。

一、土工离心模型试验技术原理·

1。土工离心模型试验技术原理·
在岩土工程中,土的自重引起的应力通常占主导地位,土的力学性质随应力水平而变化。传统的小尺度模型无法再现原型的特征,因为其自重产生的应力远低于原型。解决这个问题的唯一方法是增加模型的自重,并使其等同于原型。基于这一想法,1869年法国的飞利浦公司首次提出了离心模型试验的想法。根据弹性平衡微分方程,推导出满足原型和模型相同特性的相似关系。在这些平衡中,当重力是主要因素时,他建议使用离心机来增加模型的重力以达到这种相似性。·
土工离心模型试验是将土工模型置于高速旋转的离心机中,使模型能够承受大于重力加速度的离心加速度,以补偿模型缩放造成的土工结构自重损失。它比静态力(重力加速度)条件下的物理模拟更接近现实。
土是一种非线性变形材料,其行为受应力水平影响。在对岩土结构进行物理模拟时,第一个条件是确保模型的应力水平与原型的应力水平相同。利用高速旋转的离心机,对模型施加超过N倍重力的离心惯性力,以补偿模型因N倍缩尺而造成的自重应力损失,达到与原型相同的应力水平,从而可以在模型中再现原状岩土结构的行为。根据现代相对论原理,重力和惯性力是等价的,土壤的性质不会随着加速度的变化而变化。因此,离心模拟技术对于以重力为主要荷载的岩土结构尤其有效。·
2。离心模型试验的相似性理论·
为了满足模型与原型之间的严格相似性,模型试验必须在三个相似性定理的指导下进行。·
第一定理(正定理):对于相似现象,相似指数为1,或者相似准则的值相同。·
第二定理(N定理):如果一个物理系统有N个物理量,其中K个物理量的维数是独立的,它可以表示为n-k个相似准则的函数。·
第三定理(逆定理):对于同一类现象,如果单值量相似,并且由单值量组成的相似准则在数量上相等,则现象相似。·
二。土工离心模型试验技术在岩土工程中的应用

1。土工离心模型试验技术在软土改良加固中的应用·
在沿海地区软土上施工时,由于软土强度低、压缩性高,通常需要进行改良加固。因此,加固方法的效果和机理已成为岩土工程工作者最关心的课题之一。离心模型试验是研究软土地基改良加固后在上部荷载作用下的稳定性和变形行为。当小尺度模型放入离心机中,受到n倍重力加速度的离心加速度惯性力场时,模型与原型在对应点的应力是相同的,反映了与应力水平密切相关的土壤特性,原型的特性可以在ng模型中再现,从而可以用来模拟原型的各种条件或真实条件,进行各种研究和预测。更现实的是,根据固结理论,为了达到一定程度的固结,超孔隙水压力的消散时间与排水距离的平方成正比,因此模型所需的消散时间缩短到原型的1/n。对于一般软土,其渗透性很小,在土层中产生超静孔隙水压力后,通常需要数年或数十年才能完全消散。如果用离心模型试验来研究固结现象,这一过程可以在几十小时甚至更短的时间内完成,因此离心模型试验技术可以方便地用于研究和预测软土地基中的现象和问题。·
2。挡土结构·
许多研究者成功地利用离心模型来研究土与挡土结构的相互作用,并对其性质有了新的认识。例如,博尔顿认为加筋土挡土墙的状态不符合普遍接受的概念,应根据带锚钢板桩进行分析。林登和皮尔逊悬臂式砂土挡土墙试验结果表明,主动土压力相当于朗肯土压力分布,而被动土压力相当于罗对锚板桩墙的观测。这些试验结果有助于人们了解挡土结构的变形破坏机理。·
3。电力工程
利用离心模拟技术来研究电力对工程的影响和作用,越来越受到人们的关注。例如,如果在ng操作下爆破一个减少了N倍的爆破模型,其质量和能量将增加N3倍。这样,可以在实验室模拟原子弹爆炸对土壤的力学效应。带有振动模拟设备和测试的离心机可用于对地震等地面运动进行模型测试,这也是土工离心机模型测试的热点。
4。路堤和边坡
虽然我国进行离心试验的时间稍晚,但大坝建设取得了良好的效果。特别是对高土石坝,如高90m的西北混凝土面板堆石坝、高151m的小浪底斜墙堆石坝和高186m的瀑布沟心墙堆石坝,进行了模型试验研究,以了解其在施工、运行和水位骤降过程中的表现。其中小浪底大坝和瀑布沟大坝位于70m厚覆盖层上,地质条件极其复杂。在三峡工程中,采用模型试验技术对90m高(包括水下60m)三峡围堰工程防渗墙的堰位移和工作特性进行了试验研究。同时,还进行了60m深水花岗岩风化砂的密度和坡角试验,为工程设计提供了有益的参考数据。上述实验工作和成果在国内外处于领先地位。·
5。其他方面·
除了上述几个方面的实验研究之外,离心模型试验技术也已广泛应用于岩土的其他领域。例如,关于渗流区有机污染物渗透和迁移的研究;土钉墙支护结构特点:海洋采油平台工作特性及大地构造运动等研究。
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三。土工离心模型试验中的一些问题

1。离心机启动和制动误差·
离心机启动和制动期间的加速和减速将导致切向加速度的变化,并将对测试结果产生一定影响。如果模型加载太快,基础抵抗变形的能力不能充分发挥,则会发生过大的剪切变形。另一方面,当载荷迅速减小时,离心机将受到惯性力的影响,这将对斜坡模型的稳定性产生负面影响。然而,如果起动或制动时间过长,将导致模型应力状态和原型应力状态之间的巨大差异,并且还将导致测试结果中的误差。因此,应根据实验研究的不同目的选择合适的起动和制动速度。·
2。边界效应问题在
离心模型试验中,由于摩擦约束对模型箱侧壁的影响,边界应力条件或变形条件将不可避免地发生变化。例如,对于测试地基承载力的基础板,通常要求其宽度不超过模型箱最小边长的1/5。·
3。粒径效应·
福格松和奥维森的研究表明,对于直径为1m的基础板,当土壤的平均粒径小于28毫米时,即板的尺寸与材料的平均粒径之比大于35时,可以忽略尺寸效应,但当比值小于15时,有明显的尺寸效应。条形基础和矩形基础的极限值分别在25 ~ 75和25 ~ 50之间。克雷格还认为,为了消除尺寸效应,对于浅基础和桩基模型试验,基础尺寸与最大颗粒尺寸之比应大于40。其他研究人员也给出了类似的限制。白冰等人认为,一般模型试验可以满足这一要求,即原型土壤样品可以用来制备模型。然而,必须根据类似几何尺寸的标准,在缩小的范围内对粗骨料(如坝壳堆石材料)进行模拟。然而,缩尺准备不可避免地会导致模型土和原型土之间物理力学性质的明显差异,并导致模型和原型之间力学机理的差异。因此,在制备模型时,确保两者之间没有明显的性质差异,避免粒径效应,是一个值得关注的研究课题。·
4。时间尺度·
在同一实验中,对于不同的研究对象,某些物理量的比例因子是不同的,特别是对于时间,惯性力作用下的比例因子为1/n,渗流固结等因素作用下的比例因子为1/n2,蠕变作用下的比例因子为1/N2。如果这些问题同时发生,很难正确模拟。

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