多年凍土區(qū)路基工程常見災(zāi)害及處理措施

2008年7月多年凍土區(qū)路基工程常見災(zāi)害及處理措施2023/9/51一、多年凍土的工程特性1、凍土的一些基本概念2、多年凍土區(qū)的工程地質(zhì)問題二、多年凍土區(qū)路基設(shè)計(jì)原則三、路基常用破壞形式四、處理措施多年凍土區(qū)路基工程常見災(zāi)害及處理措施2023/9/52參考資料：[1]徐學(xué)祖，王家澄，張立新.凍土物理學(xué).北京：科學(xué)出版社，2001；[2]崔托維奇著，張長慶等譯.凍土力學(xué).北京：科學(xué)出版社.1985；[3]B.A.庫德里雅采夫.工程地質(zhì)研究中的凍土預(yù)報(bào)原理.蘭州大學(xué)出版社.1992；[4]吳紫汪.凍土路基工程.蘭州大學(xué)出版社.1991；[5]程國棟，何平.多年凍土地區(qū)線性工程建設(shè).冰川凍土，Vol.23No.3,2001，213-217；[6]章金釗,李祝龍,武憼民

.凍土路基穩(wěn)定性主要因素探討.公路.2000,(2):17-21。2023/9/531、凍土的一些基本概念凍土：土壤溫度低于0℃，土壤中含有冰，具有負(fù)溫或零度并含有冰的土（巖）體。季節(jié)性凍土：地表土壤冬季凍結(jié)而夏季又全部融化的土（巖）；多年凍土：持續(xù)凍結(jié)時(shí)間在2年或2年以上的土（巖）；季節(jié)凍結(jié)層：每年寒季凍結(jié)，暖季融化，其年平均地溫>0℃的地殼表層。（針對季節(jié)性凍土）；季節(jié)融化層：每年暖季融化，寒季凍結(jié)，其年平均地溫<0℃的地殼表層。（針對多年凍土）；活動層：包括季節(jié)凍結(jié)層或季節(jié)融化層；地溫年變化深度：地表以下，地溫在一年內(nèi)相對不變的深度（常用地溫年較差<0.10℃來判定)。年平均地溫：地溫年變化深度處的地溫。一、多年凍土的工程特征2023/9/54一、多年凍土的工程特征兩種不同凍土類型的溫度曲線季節(jié)性凍土多年凍土2023/9/552、多年凍土區(qū)的工程地質(zhì)問題厚層地下冰凍脹丘冰楔冰錐熱融滑塌一、多年凍土的工程特征2023/9/56厚層地下冰Groundice2023/9/57凍脹丘Groundice2023/9/58冰楔icewedge2023/9/59河冰椎rivericing2023/9/510地下冰熱融滑塌2023/9/5112023/9/512保存在地層中的凍融褶皺2023/9/513保護(hù)凍土的原則：多年凍土作為地基，保證在使用年限內(nèi)，地基土始終保持凍結(jié)狀態(tài)；預(yù)先融化的原則：在線路路基（建筑物）施工之前，使地基融化至計(jì)算深度或全部融化。逐漸融化原則：在線路（建筑物）施工和使用過程期間，地基土逐漸融化。二、多年凍土區(qū)路基設(shè)計(jì)原則2023/9/514熱融沉陷（路基沉陷翻漿）差異沉降（縱向裂縫、橫向裂縫）“管涌現(xiàn)象”三、路基常用破壞形式2023/9/515熱融沉陷路基沉陷翻漿路基沉陷翻漿路基沉陷形成裂縫2023/9/516橫向差異沉降引起公路縱向裂縫2023/9/517縱向的不均勻沉降橫向裂縫2023/9/518橫向的不均勻沉降縱向裂縫鐵路路基破壞（清水河試驗(yàn)段）2023/9/519鐵路路基破壞

線路不平順2023/9/520凍結(jié)層上水引起“管涌現(xiàn)象”2023/9/5211、保護(hù)凍土（熱融沉陷）

主動保護(hù)：熱棒、片石路基或片石護(hù)坡、通風(fēng)管、遮陽棚（板）

被動保護(hù)：保溫材料

2、設(shè)置加強(qiáng)措施（差異沉降）主動措施：薄弱處設(shè)置熱棒被動措施：土工格柵3、填料的從優(yōu)選擇（“管涌現(xiàn)象”）選擇級配良好滲透性好的土四、病害處理措施2023/9/522主動保護(hù)凍土方式：熱棒2023/9/523主動保護(hù)凍土方式：片石路基主動保護(hù)凍土方式：片石護(hù)坡2023/9/524片石氣冷路堤工作原理

2023/9/525主動保護(hù)凍土方式：通風(fēng)管傍晚：通風(fēng)管開始中午：通風(fēng)管關(guān)閉2023/9/526主動保護(hù)凍土方式：遮陽板主動保護(hù)凍土方式：遮陽棚2023/9/527被動保護(hù)凍土方式：

保溫材料2023/9/528主動消除差異沉降：熱棒陽坡側(cè)2023/9/529土工格柵鐵路路基加固

2023/9/530Thanks2023/9/531第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動、換向；

2.輔機(jī)的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機(jī)單級活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運(yùn)動時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機(jī)軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機(jī)械效率總效率（絕熱、等溫）二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4.功率和效率三、多極壓縮和中間冷卻第一級工作循環(huán)o-a-b-n-o第二級