硕士研究生课程论文(或读书报告)课程名称:前言讲座读书报告题目:前言讲座读书报告题目类型:课程论文学院:土木建筑学院专业名称:建筑及土木工程姓名:明文学号: xxxxx任课教师: xxxxx 授课时间:2016年12月4日~2017 年1月 8 日提交时间: 2017年 1月8日摘要本文主要根据老师上课讲的ppt,和自己上课笔记提炼一些学术前沿的知识。
主要内容有土层锚固技术、巷道TBM法施工技术、研究生研究方法以及自己的心得体会。
土层锚固技术介绍了土内撑开式伞形土锚和充气锚以及它们的构造和相关工作原理;巷道TBM法施工技术介绍了TBM的发展历史和国内外应用现状以及简单的施工流程;研究生研究方法介绍了论文写作流程和注意事项,如何利用我校图书馆电子资源和一些论文数据处理技巧以及答辩技巧。
关键词:土层锚固技术;巷道TBM法施工技术;研究生研究方法ABSTRACTThis paper is mainly based on the teacher said the class ppt, and own class notes to extract some of the cutting-edge knowledge of science and technology. The main contents are soil anchoring technology, roadway TBM construction technology, graduate research methods and their own feelings and experiences. Soil anchoring technology is introduced in this paper, and the structure and related working principle of the soil-anchored umbrella-shaped soil anchor and inflatable anchor are introduced. The construction technology of TBM in roadway introduces the development history of TBM, the present application situation at home and abroad and the simple construction process; This paper introduces the writing process and precautions of the thesis, and how to use the electronic resources of the library and some data processingtechniques and reply techniques.Key words: soil anchoring technology; roadway TBM construction technology; postgraduate research methods目录摘要 (I)ABSTRACT (II)一、土层锚固技术 01、土层描杆的特点 02、关于土层锚杆技术前沿 (1)二、巷道TBM法施工技术 (7)1、隧道掘进机法基本概念 (7)2、掘进机法施工技术要求 (12)三、研究生研究方法 (16)1、查阅文献 (16)2、选题 (17)3、科研软件 (22)四、心得体会 (25)参考文献 (26)一、土层锚固技术土层锚杆是指在深基础土壁未开挖的土层内钻孔,达到一定深度后,在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、钢绞线等材料,灌入泥浆或化学浆液,使其及土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。
锚杆端部及护壁桩联结,防止土壁坍塌或滑坡。
1、土层描杆的特点在土体内部的钻孔中,将土体及钢筋(或钢铰线)用水泥砂浆粘联在一起,作为一个整体的挡土结构,称之为锚杆。
它是由锚固体和受拉杆体两部分组成,通过设埋在土体中的锚杆,将上体和结构物紧密地粘联在一起,依靠锚杆和土体的抗剪强度传递结构物的拉力,使结构物和土体保持稳定性。
相对传统的结构物保持稳定性的方法来说,岩土锚杆技术具有许多鲜明的优点:1.把锚杆和钢筋焊接在一起,形成了分布式铰接连续板结构形。
式,该结构具有足够的柔性维持土体在允许的范围内变形,各节点能够自行调节力的大小,从而改善土体的应力状态,有利于结构体的稳定性。
2.土层锚杆支护技术的特点为基坑边开挖边支护,立即提供支护抗力,边开挖边支护保证了工作的持续性,及时支护阻止土体的进一步扰动和微剪切滑移的发生,不会改变土体原位结构,将结构物和土体形成一个共同工作的体系。
3.锚杆的作用部位、结构参数、方向、密度和施工时机可根据需要方便地设定和调整,具有很大的灵活性和可调性,根据地质情况的变化及监测结果,可随时调整支护参数,能以最优的方案,达到最佳支护效果。
4.锚杆支护随基坑开挖分层施工,不需要单独占用施工场地和作业时间,施工效率高,特别是对于处于建筑群中的基坑支护,其优越性就更加明显。
5.由于锚杆结构用材少,能明显地节约工程材料,使土地利用率大大提高,经济效益非常显著。
6.锚杆施土技术具有噪声低,费用低,污染小,工期短等特点,对预防、整治滑坡、边坡加固、道路抢修等地质灾害具有良好的功效,有利于保障人民生命财产的安全。
2、关于土层锚杆技术前沿1.土内撑开式伞形土锚上层锚杆技术是岩土锚固的重要内容,在我国基坑支护,边坡防护等工程中应用非常广泛,取得了很好的锚固效果,为我国的建设事业做出了巨大贡献。
目前,天然土层中的锚杆多以灌浆锚杆为主,在土质条件较好的土层中应用情况较好,但在土质条件差的土层中,由于土体的抗剪强度低,压缩性大,往往导致锚杆承载力不足,变形过大,这给土层锚杆的应用带来一定的限制。
但随着许多新型锚固结构的产生,在土质较差的土层中,锚杆的应用逐渐增多。
其中,扩大头锚杆就是倍受人们推崇的锚固结构。
扩大头锚杆改变了锚杆抗拔力的提供方式,山传统的摩阻力变为依靠土体对扩大头的端承力,大大提高了锚杆的抗拔力。
土内撑开式伞形土锚,是近年来提出的一种扩大头土锚结构,具有构造简单,施工容易,承载力高,能快速锚固等优点。
但其相关理论还不够完善。
图1.1 伞形土锚图1.2 伞形土锚锚头及撑开工具图1.3 撑开伞形土锚图1.4 撑开后示意图2.充气锚2.1充气锚的构造不锈钢薄板气囊的构造:不锈钢薄板气囊主要由不锈钢薄板焊接而成囊外板构造:由两块花纹板焊接而成顶进工具:采用叉形顶进工具将囊外板顶进土层,囊外板留在土层,顶进工具退回。
不锈钢薄板气囊的锚固及回收气囊及囊外板由非开挖钻机顶入土层;气囊充气膨胀、张拉钢绞线锚固土体;工程结束后,气囊放气,回收气囊、囊外板及钢绞线。
图1.5 充气锚气囊图1.6 充气锚锚头2.2气囊充气锚工作原理1.不锈钢薄板气囊充气,气囊从扁平状逐渐变化为枕头。
,2.挤压土体至临塑状态3.作用气囊的土压力由静止土压力提高到临塑压力4.土压力的提高,引起摩阻力提高,从而提高锚固力。
2.3 充气锚两侧土体位移实验研究试验目的:测量不同注水压力下气囊内入水量,推算囊外板位移。
图1.7 注水加压测位移系统示意图1-压力表2-不锈钢管3-快阀4-调节阀门 5-溢流阀 6-小流量高压水泵 7-计量水槽 8-电子秤 9-不锈钢进气管10-气囊 11-囊外板测得不同注水压力下的注水量,绘制出p-V曲线;换算得到注水压力及囊外板位移之间关系,绘制出p-S曲线。
1.在0-0.1Mpa这个区间段,曲线变化很小;注水后气囊扩张,孔壁外土压力逐渐达到静止土压力。
2.在0.1-0.4Mpa区间段,注水量及注水体积呈线性关系,直线很缓,斜率较小。
气囊对土体挤压明显;土体处于极限弹性状态。
3.在0.4-0.6Mpa区间段,曲线很陡,斜率较大。
在0.4-0.6Mpa 区间膨胀,注水量急剧增大。
图1.8 注水净压力及囊外板位移之间关系曲线2.4 不同充气压力下的拉拔力实验研究充气净压力分别为180 kPa、240 kPa、320 kPa、400 kPa拉拔力实验。
得到的拉拔力及位移曲线。
图1.9 相当于1倍土压力作用下的PS曲线充气土锚,作用在囊外板上的土压力从静止土压力提高到临塑压力,压力提高4倍,拉拔力提高4倍。
二、巷道TBM法施工技术1、隧道掘进机法基本概念广义含义:全断面隧道掘进机。
掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工,在中国铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中应用正在迅猛增长。
狭义含义:全断面隧道掘进机分为两种,在中国,将用于岩石地层的称为TBM,用于软土地层的称为盾构机。
相对于盾构机,TBM因其对设备的可靠性和长寿命要求极高,被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。
1、TBM发展历史简介隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)是一种用机械破碎岩石、出碴及支护实行连续作业的综合设备,它是由盾构技术发展而来的。
1818年英国布鲁诺(Brunei)受蛀虫钻孔启示,最早提出盾构雏形及施工方法。
1846年意大利人Maus发明隧道掘赴机循构)。
1851年美国人查理士·威尔逊研制出下日M试用于花岗岩掘进未获成功。
1881年波敌特开发出压缩空气式TBM,成功用于英吉利海峡隧道直径2.1m的勘探导坑。
美国罗宾斯(Robbins)公司1952年研制出第一台软岩TBM,1956年又成功研制中硬岩TBM.2、国内外应用概况TBM施工法始于二十世纪三十年代,限于机械技术水平,其应用实例甚少。
五六十年代随着机械工业及掘进机技术水平的不断提高发展铆决。
迄今为止,世界上采用TBM施工的隧道超过1000座,总长度超过4000km,以逐步成为长大隧道修建的主要施工方法之一。
1.国外典型应用—英吉利海峡隧道由两条外径8.6m单线铁路隧道及邝条外径5.6m辅助隧道组成。
全长48.5km,海底段长37.5km,陇道最深处在海平面下100m,全部采用TBM施工。
英国侧6台,岸边段3台海屁段3台(单向推进21.2km)。
法国侧5台,岸边段2台海底段3台。
最深处需承受10atm水压力,平均月进尺1000m/月。
隧道建成标志着TBM施工技术的最高水平,也是融合英、美、法、德等国TBM施工技术于一体的最高成就。
2.国内应用国内TBM研发制造始于二十世纪六十年代中期,共生产10余台直径2.5-5.8m的TBM,先后用于下列水电及煤矿并巷工程。