江西南昌吉安預(yù)應(yīng)力灌漿料有限公司

時(shí)間：2020-05-09

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自動(dòng)鋪絲是一種重要的復(fù)合材料自動(dòng)化成型工藝,而張力是影響自動(dòng)鋪絲制品質(zhì)量的重要工藝參數(shù)。本文提出了一種以DSP為控制系統(tǒng)**,以空壓制動(dòng)器以及氣缸作為執(zhí)行元件,以直線位移傳感器作為反饋元件的新型張力控制系統(tǒng),建立了張力控制的數(shù)學(xué)模型,搭建了軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。基于該平臺(tái),分別開展了恒張力、張力階躍和速度階躍的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的張力控制系統(tǒng)響應(yīng)快,張力動(dòng)態(tài)波動(dòng)率小,可以滿足自動(dòng)鋪絲張力控制的要求。

△隨著人類開發(fā)海洋油氣規(guī)模的不斷擴(kuò)大，海洋油氣的勘探開發(fā)由淺海向深海發(fā)展已成必然趨勢(shì)。浮式平臺(tái)作為深水油氣開發(fā)的主要裝置，常常需要在海上進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)間的連接。目前，浮式平臺(tái)的海上鋼結(jié)構(gòu)連接常采用機(jī)械連接或焊接兩種方式。其中，機(jī)械連接雖然結(jié)構(gòu)可靠性較，但成一般很；焊接所需海上作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)氣候窗口要求，一旦遇到惡劣氣候條件，焊接質(zhì)量將受到較大影響，不論是平臺(tái)結(jié)構(gòu)還是作業(yè)施工人員都存在較大風(fēng)險(xiǎn)。
△灌漿料灌漿連接已應(yīng)用于一些淺水固定式平臺(tái)(例如導(dǎo)管架平臺(tái))和海上風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)，但在深水浮式平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)連接中尚未見應(yīng)用。由于灌漿料灌漿工藝要求在灌漿料灌漿期間結(jié)構(gòu)要盡量處于平穩(wěn)的狀態(tài)，水泥漿在凝結(jié)硬化階段不受擾動(dòng)，才能保證水泥漿凝結(jié)后的強(qiáng)度。相比淺水固定式平臺(tái)，深水海洋環(huán)境條件較加惡劣，浮式平臺(tái)在風(fēng)浪流的作用下處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，灌漿料灌漿連接工藝與方法存在較大的困難和挑戰(zhàn)。同時(shí)，在淺水固定式平臺(tái)的應(yīng)用中，灌漿料灌漿所連接的鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)尺度較小(例如導(dǎo)管架平臺(tái)的樁基礎(chǔ)與導(dǎo)管架腿的連接)，通過增加鋼結(jié)構(gòu)厚度，即可滿足結(jié)構(gòu)身的屈曲要求；而在浮式平臺(tái)中，常需要對(duì)大尺度結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，僅僅增加結(jié)構(gòu)厚度，將很難滿足屈曲要求。因此，現(xiàn)有的淺水固定式平臺(tái)的灌漿料灌漿連接工藝與設(shè)計(jì)不能適用于深水浮式平臺(tái)。
△灌漿料能適應(yīng)深水環(huán)境條件要求和浮式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，適用于多種不同鋼結(jié)構(gòu)形式，能滿足大尺度鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能要求，并能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)間荷載有效傳遞，易于建造，海上施工簡(jiǎn)便，成較低的用于深水浮式平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)間的灌漿料灌漿連接節(jié)點(diǎn)。

可控粘土膏漿灌漿料灌漿，水利水電、礦山工程內(nèi)學(xué)科的程域的帷幕灌漿料灌漿，具體到可控粘土膏漿灌漿料灌漿，適用于含有斷層發(fā)育、裂隙組面眾多的風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖土層的防滲，土洞、溶洞的防滲和充填加固。
△在水利水電工程、礦山工程中，經(jīng)常遇到不良的地質(zhì)構(gòu)造，如較大的土洞、溶洞或者是含有斷層發(fā)育、裂隙組面眾多的風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖土層。在這類地層中，當(dāng)開挖邊坡，或施工各種豎井、巷道等構(gòu)造物時(shí)，含有較大的土洞、溶洞或者是含有斷層發(fā)育、裂隙組面眾多的風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖土層易出現(xiàn)大面積的滲漏，導(dǎo)致擬定的工程無法施工，需要進(jìn)行防滲。
△目前主要采用砼防滲墻、壓噴射灌漿料灌漿方法、常規(guī)灌漿料灌漿法等進(jìn)行處理。
△砼防滲墻是通過采用相應(yīng)機(jī)械先開挖成槽，再往槽段內(nèi)澆筑混凝土，使之形成連續(xù)的砼防滲墻，以阻止水體泄與滲漏。防滲墻槽體開挖需要一定的時(shí)間，槽段形成過程中，含水層內(nèi)水體在水頭作用下會(huì)迅速向槽段內(nèi)排溢，較易造成槽段墻體垮塌，成槽難度較大，此，砼澆筑過程中，還會(huì)受到水頭的**托和水流的沖刷，使砼澆筑不密實(shí)、離析，起不到防滲的效果。
△壓噴射灌漿料灌漿方法系在鉆孔內(nèi)利用壓水或壓漿流對(duì)土體進(jìn)行切割，并用水泥漿液與切割后的土體充分拌合形成水泥土混合體，各灌孔樁墻相互搭接起到整體防滲作用。由于噴防滲墻整體形成受下列因素控制：鉆孔斜度、孔深、切割水壓力、漿體的凝結(jié)速度、地下水流的淘蝕作用、墻體的連續(xù)性。其中地下水水流使旋噴樁體難以連續(xù)形成，同時(shí)未完風(fēng)化的巖體水泥漿對(duì)土體的切割與固化，導(dǎo)致形成的墻體整體防滲效果差?！鞒Ｒ?guī)帷幕灌漿料灌漿是采用鉆孔，利用水泥漿或粘土水泥漿用泵送入灌段，充填較大的土洞、溶洞或者是含有斷層發(fā)育、裂隙組面眾多的風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖土層中的空隙，通過成排連續(xù)鉆孔灌漿料灌漿，進(jìn)行防滲，形成連續(xù)帷幕，阻止水體泄。這種方法在較大的土洞、溶洞或者是含有斷層發(fā)育、裂隙組面眾多的風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖土層施工時(shí)，需要安裝孔口止?jié){塞，工藝復(fù)雜；漿材易沿一個(gè)方向跑漿，漿材耗量非常大，施工排數(shù)多，施工周期非常長(zhǎng)，防滲效果差，滿足不了這類地層防滲的需要。
△為了對(duì)較大的土洞、溶洞或者是含有斷層發(fā)育、裂隙組面眾多的風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖土層進(jìn)行防滲處理，針對(duì)已有在處理過程中存在的不足，灌漿料了快速、經(jīng)濟(jì)的可控粘土膏漿灌漿料灌漿。該能達(dá)到很好的防滲效果且施工時(shí)間短。

■化學(xué)灌漿材料
由化學(xué)藥劑制成的流動(dòng)性好的液體。用它能灌入比較細(xì)微的縫隙，還能根據(jù)需要調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間?；瘜W(xué)灌漿材料分無機(jī)及**兩種：無機(jī)灌漿材料以硅酸鈉為主要原料,稱硅化用灌漿材料;**灌漿材料以各種分子材料為主要原料，目前常用的有硅酸鈉、樹脂、烯酸、烯酰胺及聚氨酯等幾種。
①硅化用灌漿材料。以硅酸鈉（水玻璃）為主要原料的化學(xué)漿液。有雙液法和單液法兩種灌注方法：雙液法是將硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液先后，化合后結(jié)石強(qiáng)度較，但由于所用硅酸鹽溶液的粘度比較大，一般用于滲透系數(shù)為2～80米/日的砂質(zhì)土的加固及防滲；單液法采用比較的硅酸鈉溶液,其粘度和強(qiáng)度都較低,一般用于黃土或黃土類砂質(zhì)土的加固。
②樹脂灌漿材料。以樹脂為主體,加入一定比例的固化劑、釋劑、增韌劑等混合而成。樹脂硬化后粘結(jié)力強(qiáng)，收縮小，穩(wěn)定性好，是結(jié)構(gòu)混凝土的主要補(bǔ)強(qiáng)材料。一些強(qiáng)度要求的重要結(jié)構(gòu)物，多采用樹脂灌漿。近年來，也能用于漏水裂縫的處理。
③烯酸堵漏漿液。簡(jiǎn)稱甲凝,是以烯酸、烯酸丁酯為主要原料，加入化酰、二苯胺和對(duì)甲苯亞磺酸等組成的一種低粘度灌漿材料。其粘度比水低,滲透力很強(qiáng),可灌入0.05～0.1毫米的細(xì)微裂隙，聚合后強(qiáng)度和粘結(jié)力都很,可用于大壩、油管、船塢和基礎(chǔ)等混凝土的補(bǔ)強(qiáng)和堵漏。
④烯酰胺堵漏漿液。簡(jiǎn)稱凝。它以烯酰胺為基料，以甲醛、過硫酸胺、醇胺、硫酸亞鐵、鐵等為助劑。使用時(shí)，將氧化劑和其他材料分別配制成兩種溶液，按一定比例同時(shí)進(jìn)行灌注。凝漿液的粘度很低，能灌到水泥漿所不能到達(dá)的縫隙，然后在縫隙中聚合，變成凝膠體而堵塞滲漏通道。但是，凝聚合體的強(qiáng)度很低，可以摻加一定量的脲醛樹脂，配成強(qiáng)度較的凝灌漿材料。主要用于防滲堵漏工程。
⑤聚氨酯灌漿材料。簡(jiǎn)稱凝,是由異酸酯、聚醚和促進(jìn)劑等配制而成。采用單液灌注，遇水后立即生成不溶于水的凝膠體并同時(shí)放出氣體，使?jié){液膨脹，再次向四周滲透，即具有二次滲透的能力。凝后形成的聚合體的抗?jié)B性強(qiáng)，結(jié)石強(qiáng)度，目前用于地下工程的滲漏縫處理。

導(dǎo)管槳可以有效提推進(jìn)效率,相比于金屬導(dǎo)管,復(fù)合材料導(dǎo)管可以有效地減少導(dǎo)管螺旋槳重量,有利于導(dǎo)管槳的工程應(yīng)用。采用縱、環(huán)肋的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),克服了復(fù)合材料導(dǎo)管剛度較低的缺點(diǎn)。分別以干、濕模態(tài)為目標(biāo)函數(shù),利用ANSYS有限元軟件APDL優(yōu)化設(shè)計(jì)理論,對(duì)導(dǎo)管環(huán)肋分布位置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),給出了導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)形式,并比較了一階干、濕模態(tài)頻率和振型的異同。研究結(jié)果表明,復(fù)合材料導(dǎo)管一階濕模態(tài)頻率約為一階干模態(tài)頻率的25%,但振型特征相差不大;給出的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。