一种无甲醛阻燃型纤维板的制备方法

龚毓铭

-/其他

①课题来源与背景目前人造板工业使用的胶粘剂主要是脲醛树脂胶(UF)、酚醛树脂胶(PF)、三聚氰胺甲醛树脂胶(MF),它们在广泛应用的同时也存在显著的缺点,即存在甲醛释放所造成的毒害危险。此外,随着现代建筑对防火要求的提高,阻燃型人造板的市场需求越来越大。淀粉基胶粘剂是胶粘剂“绿色化学”的一个重要发展方向,双醛淀粉作为淀粉胶粘剂的一种,具有糊化温度低、透明性、渗透性和抗凝沉性好、易成膜、粘结性能好等优点。但采用传统水相方法制备的双醛淀粉仍普遍存在高碘酸盐用量过高、价格昂贵、废水污染严重、双醛含量低等缺点,而采用这种双醛含量低的淀粉制备的淀粉胶粘剂贮存期短、初粘力差、固含量低、水分高、干燥速度慢、胶合强度低、粘度大、易出现凝胶现象,目前尚未有工业化的淀粉胶粘剂产品生产。因此,开发一种生产成本低、工艺简单、胶强度大、固含量高、粘度低、环保安全、无污染的淀粉胶粘剂来制备纤维板,既能代替安全隐患严重的含甲醛纤维板,同时具有良好的市场竞争力和经济效益。②技术原理及性能指标本发明涉及淀粉和纤维废弃物资源化利用技术领域,具体地说是一种无甲醛阻燃型纤维板的制备方法。该方法是将淀粉、高碘酸钠、镁盐在球磨机中进行固相活化制备双醛淀粉,然后用双醛淀粉与制胶助剂混合制备双醛淀粉胶粘剂,将双醛淀粉胶粘剂与纤维废弃物混合,在平板硫化机中压制得到无甲醛阻燃型纤维板,本发明采用固相同步机械活化氧化反应制备双醛淀粉,高碘酸钠用量少、氧化反应效率高,双醛淀粉的醛基高达1.15-2.45,溶解度高达40-50g/100g水,制备的双醛淀粉胶粘剂成本低、分散性好、粘度低、粘接强度大,制备的纤维板无甲醛释放,安全环保,同时具有良好的阻燃性能。③技术的创造性与先进性(1)本发明采用固相同步机械活化氧化反应制备双醛淀粉,高碘酸钠用量少、氧化反应效率高,双醛淀粉的醛基高达1.15-2.45,溶解度高达40-50g/100g水。(2)本发明的双醛淀粉粘度低、易溶于水,十分利于制备淀粉胶粘剂。所制备的脲醛淀粉胶粘剂成本低、分散性好、粘度低、固含量高可达40-50%、粘接强度大。(3)本发明的纤维板无甲醛释放,安全环保,同时具有良好的阻燃性能。所制备的纤维板力学性能较佳,弯曲强度2-14MPa,弹性模量400-1400MPa,氧指数≥30,阻燃性能达到GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》B级标准及GB/T8625-2005《建筑材料难燃性试验方法》难燃性材料的要求,适合建筑板材强度和防火性能需求。(4)本发明采用廉价淀粉和纤维废弃物为原料,生产成本低,工艺简单,无废水废气产生,十分适合工业化生产。④技术的成熟程度,适用范围和安全性本发明的目的是克服现有含甲醛纤维板的安全隐患,同时解决淀粉胶粘剂成本高、性能差的缺陷,提供一种无甲醛阻燃型纤维板的制备方法。所制备的无甲醛阻燃型纤维板弯曲强度可达14MPa,弯曲弹性模量1400MPa,氧指数≥30,阻燃性能达到GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》B级标准及GB/T8625-2005《建筑材料难燃性试验方法》难燃性材料的要求。

一种交通标线测量仪

龚毓铭

-/其他

一、课题来源与背景1.课题来源本发明专利为广西交通科学研究院有限公司和南宁市交通运输局共同研发。2.项目研究的背景《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)中规定,对于标线厚度评定合格的标准为常温型(0.12~0.2)允许误差[-0.03,+0.10],加热型(0.20~0.4)允许误差[-0.05,+0.15],热熔型(1.0~4.50)允许误差[-0.10,+0.50],测试方法为用水平尺、塞尺或者卡尺。从规定可知,判定标线厚度是否合格只需测量该处标线厚度的极值点,而一般标线的断面形式为龟背形,现有的标线测量仪器设备对标线的极值测量操作较复杂、测量不方便且设备昂贵。如公开号为CN203116692U的中国专利申请中所述装置较昂贵,使用时需要装置水平放置,对于弯道超高部分标线进行测量时操作不易,而如公开号为CN201047749Y的中国专利申请中所述装置不能有效的测量出所测处标线的厚度极值。二、技术原理及性能指标:1.技术原理本实用新型公开了一种交通标线测量仪,其包括:底座,其包括两个侧壁以及一顶壁;第一导槽,其设置于顶壁上且沿左右方向分布:厚度测量滑座,其下端以能够滑动的方式设置于第一导槽内;厚度读数面板,其架设于厚度测量滑座上且共设置有--纵向分布的第二导槽:厚度测量指针,其-端以能够上下摆动的方式铰接于厚度读数面板上;厚度标定刻度尺,其设置于厚度读数面板上且与厚度测量指针的另一端对应;以及导杆,其上部以能够上下滑动的方式设置于第二导槽内且其上端与所述厚度测量指针对应;导杆的下端向下延伸到顶壁的下方。本实用新型的造价低廉,操作简单,其能够方便且准确地测量出标线的尺寸。2.性能指标本实用新型的目的在于提供一种交通标线测量仪,从而克服现有的标线测量仪器设备对标线的极值测量操作较复杂、测量不方便且设备昂贵的缺点。本实用新型提供了一种交通标线测量仪包括:底座,其包括左右两个侧壁以及一固定于两个所述侧壁的上端的顶壁;第一导槽,其设置于所述顶壁上,且该第一导槽沿左右方向分布;厚度测量滑座,其下端以能够滑动的方式设置于所述第一导槽内;厚度读数面板,其架设于所述厚度测量滑座上,且该厚度读数面板设置有一竖向分布的第二导槽;厚度测量指针,其一端以能够上下摆动的方式铰接于所述厚度读数面板上;厚度标定刻度尺,其设置于所述厚度读数面板上且与所述厚度测量指针的另一端对应:以及导杆,其上部以能够上下滑动的方式设置于所述第二导槽内,且该导杆的上端与所述厚度测量指针对应;该导杆的下端活动穿过所述厚度读数面板和所述厚度测量滑座后向下延伸到所述顶壁的下方,以能够与标线的表面接触。三、技术的创造性与先进性与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:1、本实用新型把底座横跨在标线上后,在把导杆从标线的一侧移动到另一侧的过程中,导杆会根据标线的厚度变化进行上下跳动,通过观察厚度测量指针指到厚度标定刻度尺上的最大值和最小值,便可得到标线的厚度的最大和最小的两个极值,通过对比这两个极值是否在标线的厚度允许范围内,便可判断标线的厚度是否合极。本发明的造价低廉,操作简单,并能够方便且准确地测量出标线的厚度值。2、本实用新型的厚度测量指针通过螺孔设置于螺栓上,导杆移动到标线的最高处之后,厚度测量指针在不受力的情况下会保持不动,从而便于读出标线厚度的最大值。3、本实用新型设置有两个各通过一螺孔与螺栓进行配合的厚度测量指针,并使导杆的凸起夹设于两个厚度测量指针之间,导杆通过标线的最高点时,上方的厚度测量指针被拨起到最高位置,然后会保持不动,而导杆降下到标线的最低点时,下方的厚度测量指针被压下到最低位置,然后保持不动,从而方便直接读出标线的最大值和最小值,并提高检测速度和检测的准确性。4、本实用新型还设置有宽度测量机构,其通过两个宽度测量指针滑动到与标线的两侧对齐,便可由两个宽度测量指针与宽度刻度尺上对应的读数之差来得到标线的宽度四、技术的成熟程度、适用范围和安全性本实用新型涉及测量装置领域,特别涉及一种交通标线测量仪。该测量仪用于测量交通标线的极值。本实用新型的造价低廉,操作简单,其能够方便且准确地测量出标线的厚度极值和宽度值,从而满足对标线进行全面和准确测量的需要,该装置技术已经成熟,可以推广应用。

一种人工胃装置技术领域本发明涉及一种的人工胃装置

潘先生

磐安县技术市场有限公司/其他

背景技术:消化,是指食物在消化道内被加工分解为小分子物质的过程。人体摄入食物后,在口腔中咀嚼,与唾液混合。当食物颗粒降低到一定程度后,这些团状物被吞咽,通过食道进入胃。食物进入胃后,胃的收缩蠕动以及胃酸和胃蛋白酶会对气进行一系列复杂的物理、化学、生物层次的活动。随后,这些经由胃部消化的食物再进入肠道,被吸收和利用。因此,胃的消化作用在人类整个消化作用中起着举足轻重的作用,具有重要的研究意义。研究食品在胃肠道中的消化、排空及有效活性成分的释放过程,或者研究有毒有害物质在体内的残留,其传统方法主要是用动物活体或人体志愿者进行临床试验,而活体临床试验研究周期长、成本高。动物实验是评估营养物质和有害物质吸收率的最好方式之一,然而,由于活体或者临床试验对象的选择受到限制,而且生物对象的个体间的差异及环境因素对生物体状态的影响,致使活体和临床试验耗时长、成本高、重现性差。同时近年来对动物实验伦理问题的不断重视,使其使用也受到了一定的限制。另一方面,近年来,体外胃消化模型逐渐开始被研究者开发起来。但是,目前的体外消化模型都是静态胃消化模型或是简易的动态胃消化模型,即直接混合测试物或是采用不停搅拌的方式来模拟胃的收缩蠕动,这与实际生理活动还是存在较大差距;进一步地,这些消化模型采用的反应腔体也大多为简易的烧杯。因此,目前的体外胃消化模型的真实性还是有所欠缺的。

发明内容:为了克服上述的缺陷与弊端,本发明提供了一种的人工胃装置,该套装置的体外消化反应腔体即人工胃体是以人胃为参照对象等比例制作而成的,并带有测试物进出口,还原度极高;同时,该套装置利用三个胃收缩力装置全方位对人工胃体进行挤压,并通过电脑程序控制其方向、收缩力的大小与频率,真实还原了胃的收缩蠕动活动;进一步地,该套装置还能模拟人的体温,保证恒温。因此,该套装置实现了极高还原度的动态人胃体外模拟消化。

鲻鱼蛋白源抗氧化肽的制备方法

潘先生

磐安县技术市场有限公司/其他

鲻鱼(Mugil cephalus),隶属于辐鳍鱼纲鲻形目鲻科鲻属,被联合国农粮组织推荐为世界海淡水养殖的三大鱼类之一,也是我国东部和南部沿海咸淡水养殖的重要经济鱼类之一。作为低值经济鱼类的一种,鲻鱼易于养殖,且具有产量高、蛋白质含量丰富以及氨基酸种类齐全等特点。当前,关于鲻鱼的研究绝大数停滞在生活习性以及营养组成分析上,关于鲻鱼的综合利用和提高其附加值的研究鲜有报道,从而致使鲻鱼利用率低下,造成资源浪费。随着我国渔业养殖技术的进步以及水产品加工业的发展,提高低值鱼类的附加值以实现其综合利用成为渔业发展的必然趋势,同时也为鲻鱼的综合利用提供了契机,进一步研究鲻鱼资源,可以为鲻鱼的高值化利用和开发,甚至于其他低值水产品的高值化利用与开发提供理论依据和参考。在生物体正常新陈代谢过程中,机体会不断地产生各种活性氧自由基,过多的自由基得不到及时有效清除会严重威胁人类健康,天然抗氧化剂因可安全有效的清除人体内过多的自由基而日益引起人们的兴趣。因而,来源于食物抗氧化肽因安全高效得到了充分发展。例如:专利号ZL201210230756.6(授权公告号为CN103524596A)的中国发明专利《一种鲨鱼蛋白抗氧化肽及其制备方法和用途》、专利号为ZL201310152590.5(授权公告号为CN103194519A)的中国发明专利《一种豌豆蛋白酶解制备抗氧化肽的方法及应用》等专利均公开了食物蛋白源的抗氧化肽。然而,目前尚未有以鲻鱼为蛋白源制备抗氧化的报道,以鲻鱼为蛋白源制备抗氧化肽,对于鲻鱼的高值化利用与拓展抗氧化肽具有重要意义。

大悬臂弧线底板箱形梁桥空间受力性能及质量评估研究

刘恋

中南大学/其他

在大悬臂弧线底板箱梁桥空间分析理论研究上,通过分析现有梁格法在大悬臂弧线底板箱梁桥计算中的缺陷,提出了更适用的空间多层梁格分析理论,运用有限元程序建立梁格分析模型,进行空间受力性能分析研究。包括:弧线底板箱梁结构在荷载作用下的横向、纵向受力性能;顶板及悬臂板的横向受力及有效分布宽度;箱梁的剪力滞效应及剪力滞系数的变化规律。通过将空间多层梁格与实体单元计算结果和实桥测试结果比较,论证了该分析模型理论方律的合理性。车辆系统与箱梁的动力响应分析,建立了城市高架桥梁车辆-桥梁时变系统动力响应分析模型及运动方程:研究了车辆、桥梁参数如车辆、载重、行车间距等变化对潇湘大道主线高架桥第三联动力响应的影响规律,包括桥梁部分动力响应影响和车辆部分动力响应影响。城市高架桥基础约束刚度识别及桥墩抗震性能评估:推导出高架桥墩复合振动基频和越础约束刚度之间的显示表达式,并建立有限元模型计算结果与之对比;将配重试验法得出的基础约束刚度与设计值相比较,判断施工质量是否满足要求,并确定是否应对桥墩和基础进行加固。在识别出的基础约束刚度的基础上,以此刚度参数作为桥墩外部边界条件,提出了抗震简化模型-“识别模型”;提出基于损伤指标和位移限制下的钢筋混凝土桥墩抗震耗能安全系数,进行结构抗震性能评估,探讨桥墩抗震耗能安全系数与基础约束刚度之间的关系。

交通工程结构稳定平衡与变形协调控制方法及工程应用

刘恋

中南大学/其他

项目组统计分析4万多个土木工程案例和国家工程结构安全部门综合统计结果,得出如下结论:道路桥梁中病危桥比例较高,安全隐患不容忽视,使用年限在30年以内的病危桥约占64%;各类坍塌事故的死亡人数中,地下工程所占比例高达32.6%,死亡率和死亡人数均远高于发达国家。除工程环境条件和人为因素外,更重要原因是部分工程结构设计施工过程对结构变形协调控制问题处理不到位和结构之间相互支持力分析不足等,导致工程结构设计受力变形状态与实际受力变形状态不同,甚至产生工程结构质量安全问题,交通工程变形协调控制方法及结构安全防治研究与实践就非常迫切。在项目组自主开发研究和企业项目资助下,围绕交通工程变形协调控制方法及结构安全防治开展系统研究与实践约30年,取得以下成果:揭示了交通工程结构“亚稳定平衡、变形失调”与结构安全之间的关联性;提出了交通工程结构满足系统“变形协调控制”的建议判别方法;在传统工程结构稳定平衡分析的基础上,发展了高速铁路整体钢桥面板、地铁盾构超浅覆土穿越运营隧道的施工方法等交通工程结构系统“变形协调控制”方法和改进了一系列结构设计施工方法以及维修改造方法。

地图自动综合基础理论与方法

刘恋

中南大学/其他

发现了影响空间关系计算的主要因子,提出了空间关系定量描述与计算模型,开启了空间关系定量认知新思路,在“地图综合的比例尺跨越幅度与空间相似度变化之间的函数关系”构建问题上取得重大进展,为实现自动、智能化的地图综合奠定了理论基础。建立了地图空间信息的形态结构特征描述方法,提出了信息度量的特征信息熵模型和计算方法,揭示了地图信息载负量随比例尺变化的基本规律,从信息论的角度解决了地图综合过程中信息传递的协调与控制问题。揭示了地理空间信息多尺度表达中分布格局、地理特征和结构信息的空间认知机理,提出了地形图全要素综合的系列自动化模型与算法,解决了多尺度矢量地图数据库构建的核心方法问题。发现了自动综合质量控制中的回溯性规律,建立了面向地图综合质量控制的数据模型和基于保质设计的地图综合过程模型,设计了针对地图综合算法和结果的全新评估体系,为地图综合全过程质量分析和评估奠定了方法论基础。揭示了地图综合过程控制规律,建立了自动综合链理论与方法,作为地图综合过程控制的理论依据和指导方法,实现了可视化状态下地图综合执行过程的实时监测、控制、推理与优化,为地图综合全过程智能化发展迈出实质性步伐。

江西省水稻灌溉定额等值线图研究

刘恋

中南大学/其他

项目所属科学技术领域:该项成果属社会公益性农田水利科学技术领域。主要科技内容:①是该项目通过搜集和系统整编该省近三十年的灌溉试验资料,进行长系列水稻需水量及灌溉定额的研究。②是根据水稻需水量及需水规律研究成果,结合全省各地农业、气象、地理等基础资料,调查分析确定各分区水稻各生育期历时时间,进行农业分区。③是进行了全省各地不同灌溉制度下水稻需水量、作物系数、需水强度分析测算,并确定了水稻种植各代表区域的灌溉定额,选取50%、75%、80%、90%等4个典型频率年,绘制水稻需水量和灌溉定额等值线图。④是研究了简单实用的灌溉用水定额应用方法。技术经济指标:①确定了四个不同频率年作物需水量、需水强度、需水系数,和各生育期、各月早、晚稻灌溉定额;提出了日均参考作物蒸发蒸腾量的变化规律和蒸发蒸腾量、全生育期蒸发蒸腾量、全生育期日平均蒸发蒸腾量的变化规律。②绘制了四个不同频率年下全省早、晚稻期间各月的日平均参考作物蒸发蒸腾量,早、晚稻间歇灌溉制度与浅水灌溉制度下各月的日平均蒸发蒸腾量,以及全生育期蒸发蒸腾量、全生育期日平均蒸发蒸腾量的等值线图。③作出了江西省作物需水量分区图。

燕麦大宗产品加工技术研发及装备创制

管骁

上海理工大学/其他

1、燕麦胚芽米双涡流研碾加工技术及装备创制。
创新提出裸燕麦双涡流研碾分层破壁技术,裸燕麦在砂辊组件及筒型砂板的带动下做双向涡流运动,分步剥除裸燕麦外皮达到成米目的(图 1 左)。通过机械模拟仿真与试验,燕麦剥皮效率及效果与砂辊表面粒度、砂辊直径与长度、砂辊与筒型砂板相对转速差等因素密切相关,通过工艺参数优化,设计出横型双涡流裸燕麦研碾装备,实现燕麦脱皮、去芒、去糙、保留燕麦胚芽等效果,达到生产的燕麦胚芽米好米得率 90%,脱皮率 90%,单机产能达 3 吨/h 的目标。
2、超声辅助亚临界流体萃取燕麦油技术及装备创制。
创新提出超声辅助亚临界流体萃取燕麦油技术,对燕麦油的萃取率达 89%,且实现低压萃取过程,易于放大生产;实现常温萃取与脱溶过程,提高燕麦油中的热敏性和易氧化营养成分保留率,且燕麦粕的品质大大提高;提高了燕麦油的萃取效率,缩短生产周期一倍以上。根据上述技术要求,设计开发了智能化热泵型超声辅助亚临界流体萃取装备。该装备创新在于:
①运用热泵原理,实现萃取系统内部热能转换和充分利用,相对传统工艺节约能量 70%以上;
②通过自主研发的组态软件系统(MCGS)、PLC 顺利实现对系统的全面实时监控与自动化操作。

光频段反常多普勒效应的实验验证

刘恋

上海理工大学/其他

在负折射率材料中,由于介质折射率为负,多普勒频移在相对运动使波源和接收器之间的距离增加时蓝移,距离减小时红移,因此称为反常多普勒效应。这一违反物理常识的效应最早由前苏联物理学家 Veselago 在 1968 年理论预言,但一直未得到直接的实验证实,只有在 GHz 和音频段的间接测量实验报道。因为多普勒效应现象早已被广泛应用于工农业生产、医疗卫生、科技国防等等社会生活的许多方面,可以预见,反常多普勒效应的存在将会对这些应用领域带来根本性的影响。另一方面,目前虽然在很多人工合成材料中观察到了负折射现象,但这并不能作为评判材料折射率为负的依据。因为发生负折射现象不代表材料的折射率为负,例如全息光栅的衍射、光子晶体等频面形状的内凹等原因都会发生负折射现象,但此时材料折射率并不为负。因此,反过来,反常多普勒效应的实验测量有力地证明了负折射率材料的存在,验证了相关理论的正确性,为后续工作铺平了道路。

光频段反常多普勒效应的实验验证。反常多普勒效应的测量有两大难点,其一,要研究多普勒效应是否反常,光源与接受器需要置于介质中,而且要能够在介质中相对于介质运动。与通常置于空气等介质中不同,将光源和探测器置于光子晶体介质内部,而且还能够相对于光子晶体介质运动,是难以做到的。其二,由于光的频率太高,迄今尚无探测器可直接测量它的变化,因此目前实验上均采之间差拍信号Df = f ¢- f0的方法。而实际测量f ¢用探测测量频率 与光源频率f0到的拍频信号始终为正,就是说即使发生了反常多普勒效应,也无法将它与正常多普勒效应区分开来,因此必须找到一个明确的判据来区分正常和反常多普勒效应。上述两大难点是目前一直未有相关直接实验报道的原因。为了解决这些问题,我们设计了新型的实验方法。与通常用反射或散射光测量多普勒频移不同,我们利用透射光束来实现多普勒频移的测量。通过巧妙设计光路,使二维光子晶体棱镜运动时透射光束光程发生变化,利用与双光束拍频干涉法,产生一个能够判断多普勒频移的正负特性的阈值。为此,我们搭建了自主设计的实验装置,利用自制的实验平台,在国际上首次观测到了光频段的反常多普勒现象。

过程装备及控制工程知识服务

叶立

上海理工大学/其他

可对各类型换热器(油冷、水冷、风冷)进行传热性能试验、耐久试验、脉冲试验、振动试验等测试,能有效保证制造产品的质量,并为换热器产品的性能优化积累基础数据。其中,热冲击性能试验台,能模拟换热器使用工况,在短期内预测出热交换器的实际使用寿命,从而为产品的寿命设计提供依据。我们研究团队从 80 年代起,就开始为该行业服务,积累了几十年的经验,先后为国内多家企业和科研单位设计制造了各种换热器性能测试装置数十套。在该方面获取多项专利,并参与了《内燃机 机油冷却器 传热性能试验方法》、《内燃机 换热器 风洞试验装置》等多项行业标准的制定。

可消除机床加工热变形的影响、控制机床主要发热部件的温升、提高加工精度、延长机床使用寿命;也可用于通信基站及新能源基站精密设备的冷却,进行独立控温,具有很强的节能意义。我团队研发的高精度工业装备智能温控系统使用“温差热电堆”测量技术,利用油温反向控制压缩机电源频率,通过变频技术提高控温精度,温控精度可达 0.05oC,节能在 20%左右。研制了多回路的制冷系统,通过神经网络设计理念,通过嵌入式控制系统的设计,对不同回路的热量进行耦合控制。目前已实现系列化生产,无故障运行时间 10000 小时以上。

美刻便利

朱志勇

河南美刻在线科技有限公司/其他

让居民生活采购: 多、快、好、省,下沉市场社区内智慧零售亲民品牌,专注下沉社区生活场景,通过「中台+BI+loT零售终端」提升运营效率,增强客户体验,占领用户心智。商业模式:“社区观察——数据决策——线上线下亲民体验”。

万亿下沉,细分领域切入,专注二三四线城市社区 消费市场快速下沉,二三四线城市的消费增速已超一线,消费人口基数远超一线,华中地区各省的消费金额增幅最快,尤其以河南为首。华中地区成为消费风暴中心的核心试验田。仅河南活跃社区3万+,郑州活跃社区3千+,一年半时间美刻快速成长为社区场景无人零售第一。

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线上线下,盈利方向多元,可攻可守 线下模式「商品出售」已盈利。占据社区这个城市内最大的流量入口,离用户最近、粘性最高。线上模式「商城」推出爆品订购、会员、优惠拼团等模式已经与线下流量打通/验证。现已经与京东金融、网商银行、银联及众多电商平台等达成合作。

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严寒地区粘性土隧道建设关键技术研究

陈星羽、魏华、崔高锋

长安大学/其他

大跨度粘性土隧道施工经常发生大变形甚至坍塌灾难,损失巨大;严寒地区 隧道极易产生渗漏结冰冻害,是世界性技术难题。项目以天恒山隧道工程为依托,针对该隧道穿越高含水率粘性土地层,埋深浅、跨度大、地处严寒的特点,采用资料分析、现场调研、理论分析、数值模拟与现场试验相结合的综合研究手段,收敛基线压力盒钢筋应力计表面应变计混凝土应变计混凝应变计压力盒钢筋应力计历时6年,对严寒地区高含水率粘性土隧道支护结构、施工技术和冻害防治技术进行了系统研究,首次提出了高含水率粘性土隧道初期支护取消系统锚杆,采用“钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚管+纵向连接筋”的组合结构体系,确保了结构稳定和安全、高效施工;提出并形成了“二台阶留核心土仰拱开挖”国家级工法,制定了合理台阶长度和关键控制工序,有效控制了浅埋粘性土隧道地层沉降,加快了施工进度;提出了防冻隔温系统与防排水系统相结合的严寒地区隧道冻害防治体系,并解决了防冻隔温系统表面铺设工艺,现场测试结果表明防冻隔温效果良好。以上成果获授权发明专利2项、实用新型专利4项,获国家级工法2项、省部级工法4项,发表学术论文17篇(EI收录3篇),并被系统纳入国家行业标准《公路隧道设计细则》(JTG/TD70-2010)、《公路隧道设计规范》(总校稿)和《公路工程抗冻设计与施工技术细则》(总校稿)。项目成果直接应用于天恒山隧道工程,有效控制了高含水率粘性土隧道施工大变形,预防了坍塌事故,防止了严寒地区隧道冻害现象的发生。推广应用于哈尔滨地铁区间隧道、吉林鹤大高速公路隧道、内蒙古阿拉坦隧道、西藏嘎隆拉隧道、青海通天河隧道和杂多隧道等十余项国家重点建设项目,经济和社会效益特别显著。 著名隧道专家中国工程院王梦恕院士等专家组成的鉴定委员会认为:研究成果实用性强,有创新性,有力支持了依托工程建设,并在其他隧道建设中得到推广应用,经济和社会效益显著。总体上达到了国际先进水平,其中粘性土隧道初期支护采用“钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚管+纵向连接筋”的组合结构达到国际领先水平。

大跨度黄土公路隧道结构稳定性及控制技术研究

陈星羽、魏华、崔高锋

长安大学/其他

大断面黄土隧道施工时,土体扰动区域大,难以形成承载拱,极易坍塌,且坍塌前无明显先兆。埋深较浅时,隧道施工极易产生地表裂缝,地表沉降难以控制。因此,大跨度黄土隧道工程建设难度极大。项目以陕西省神木至府谷双向六车道高速公路墩梁隧道工程为依托,历时6年,针对大跨度黄土隧道结构稳定性难以控制的关键问题,从大跨度黄土隧道变形规律、设计支护参数、施工方法以及变形量测方法4方面进行了系统研究,形成了大跨度黄土公路隧道修建成套技术。 项目首先分析了大跨度黄土隧道变形时空效应,揭示了大跨度黄土隧道变形规律;提出了大跨度黄土隧道初期支护采用“钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚杆(管)+纵向连接筋”组合结构,即取消系统锚杆,增设锁脚锚杆(管),提出了与施工方法相结合的合理支护参数,创新了大跨度黄土隧道支护技术;提出了大跨度黄土隧道洞口段施工采用双侧壁导坑法,洞身段施工采用三台阶留核心土法,浅埋段地基承载力较低的隧底采用钢管注浆加固的措施,攻克了大跨度黄土隧道易发生大变形、坍塌的技术难题;提出了采用全站仪对边量测进行隧道变形监测的方法,给出了全站仪的精度要求和测站设置的最佳距离,提高了隧道监控量测精度和效率。

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