第一篇:基于ANSYS铺层方向对复合材料的力学影响分析
基于ANSYS铺层方向对复合材料的力学影响分析
本文首先建立了一个复合材料的层合板模型,并利用ansys研究了不同铺层方向对其力学性能的影响,研究表明:5/-45/45/-45的等效应力最大;铺层方向为0/90/90/0的等效应力最小,为复合材料的优选提供了一种途径。1 引言
复合材料是一种多相材料,由多种性质极不相同的材料组成。先进的复合材料在本世纪60年代初才发明,最具代表性的为聚合物为基的高性能的碳纤维和硼纤维复合材料。
纤维和基体的力学性能有很大的差异,他们组合起来构成的纤维增强复合材料在弹性常数、线膨胀系数及强度特性方面必然会表现出明显的各向异性。通过对纤维取向的设计制成的复合材料结构会出现程度不同的各向异性,复合材料性能的可设计性,是复合材料所特有的主要优点。纤维复合材料是由两种或两种以上不同强度和模量的材料所构成,在纤维和基体材料选定后,尚有许多材料参数和几何参数可变动,而且形成层合结构时每一层的铺设方向又可随意安排,这样就可以人为的改变组分材料的种类、含量,以及铺层方向和顺序。在一定范围内满足设计中对材料强度、刚度和方向性的要求,可是结构的性能、重量和经济指标等都做到合理的优化组合。为设计人员提供了一种在一定范围内可随意设计的材料,达到结构设计与材料设计高度统一的优化设计的目的。
冲击现象的共同特点是载荷强度高,作用时间短,尤其作用时间短是区别于其他一般力学现象的重要特征。在冲击现象中,作用时间一般为毫秒、微秒,甚至毫微秒数量级,在这么短时间内完成施加高强度载荷,以及在被作用物体内造成极高的压力或应力,引起被作用物体内介质运动和材料破坏,这是一系列随时间变化的动态过程。与冲击效应有关的主要复合材料层合板的材料参数,是层合板的密度和硬度等。密度越大、硬度越高,由地面冲击反射所造成的层合板破坏程度越严重,对于小质量、高速撞击的弹体来说,高强度合金钢、钨合金和铀合金才是制作弹体的理想材料。本文研究了不同铺层方式对其力学性能的影响规律。2 模型的建立与计算
如图1所示,给出了层合板的有限元模型,在ansys有多个单元可以模拟复合材料,本文选取SHELL99单元来模拟层合板这个力学模型。本文的层和板共分为四层,每层的厚度为0.002m,长度和宽度都为0.25m。
图1 层合板的有限元模型 图2 层合板的有限元模型的载荷
本文的模型的计算边界条件:四边固定;在面上受到均匀的压力其大小为1e5pa。表1给出了复合材料的性能参数。
表1 复合材料的参数
3-1 第一层的等效应力云图 3-2 第二层的等效应力云图
3-3 第三层的等效应力云图 3-4 第四层的等效应力云图
图3 铺层方向0/90/45/0的各层的等效应力
图3给出了铺层方向为0/90/45/0的各层的等效应力。由图可知:第一层的最大等效应力为0.117E9Pa;第二层的最大等效应力为0.627E8Pa;第三层的最大等效应力为0.747E8Pa;第四层的最大等效应力为0.114E9Pa。从以上数据可知:层合板的第一层和最后一层的应力最大,第二层的应力最小。本文首先建立了一个复合材料的层合板模型,并利用ansys研究了不同铺层方向对其力学性能的影响,研究表明:5/-45/45/-45的等效应力最大;铺层方向为0/90/90/0的等效应力最小,为复合材料的优选提供了一种途径。
图4给出了铺层方向为0/45/45/0的各层的等效应力。由图可知:第一层的最大等效应力为0.114E9Pa;第二层的最大等效应力为0.739E8Pa;第三层的最大等效应力为0.749E8Pa;第四层的最大等效应力为0.114E9Pa。从以上数据可知:层合板的第一层和最后一层的应力最大,第二层的应力最小。
4-1 第一层的等效应力云图 4-2 第一层的等效应力云图
4-3 第一层的等效应力云图 4-4 第一层的等效应力云图
图4 铺层方向0/45/45/0的各层的等效应力
5-1 第一层的等效应力云图 5-2 第一层的等效应力云图
5-3 第一层的等效应力云图 5-4 第一层的等效应力云图
图5 铺层方向0/90/90/0的各层的等效应力
图5给出了铺层方向为0/90/90/0的各层的等效应力。由图可知:第一层的最大等效应力为0.117E9Pa;第二层的最大等效应力为0.635E8Pa;第三层的最大等效应力为0.635E8Pa;第四层的最大等效应力为0.116E9Pa。从以上数据可知:层合板的第一层和最后一层的应力最大,第二层的应力最小;铺层方向角相同的层其最大等效应力也相同。
本文首先建立了一个复合材料的层合板模型,并利用ansys研究了不同铺层方向对其力学性能的影响,研究表明:5/-45/45/-45的等效应力最大;铺层方向为0/90/90/0的等效应力最小,为复合材料的优选提供了一种途径。
6-1 第一层的等效应力云图 6-2 第一层的等效应力云图
6-3 第一层的等效应力云图 6-4 第一层的等效应力云图
图6 铺层方向45/-45/45/-45的各层的等效应力
图6给出了铺层方向为45/-45/45/-45的各层的等效应力。由图可知:第一层的最大等效应力为0.125E9Pa;第二层的最大等效应力为0.639E8Pa;第三层的最大等效应力为0.638E8Pa;第四层的最大等效应力为0.125E9Pa。从以上数据可知:层合板的第一层和最后一层的应力最大,第二层和第三层的等效应力最小。
7-1 第三层的等效应力云图 7-2 第三层的等效应力云图
7-3 第三层的等效应力云图 7-4 第三层的等效应力云图
图7 铺层方向90/45/-45/0的各层的等效应力
图7给出了铺层方向为90/45/-45/0的各层的等效应力。由图可知:第一层的最大等效应力为0.113E9Pa;第二层的最大等效应力为0.789E8Pa;第三层的最大等效应力为0.788E8Pa;第四层的最大等效应力为0.113E9Pa。从以上数据可知:层合板的第一层和最后一层的应力最大,第三层的应力最小。3 结论
通过以上分析和计算可以得出以下结论:
(1)ansys可以处理复杂的复合材料力学问题。
(2)在同种载荷和边界条件下。不同的铺层方向对其应力有显著的影响,本文中铺层方向:45/-45/45/-45的等效应力最大;铺层方向为0/90/90/0的等效应力最小。这对实际的复合材料设计有一定的指导意义。
第二篇:桥面砼铺装层裂缝分析及处理对策
桥面砼铺装层裂缝分析及处理对策
4月初,根据厅质监局关于交工检测相关工作的要求,各驻地办对所辖施工单位的所有桥面系进行了交工验收检查,检查中发现桥面混凝土现浇层出现了不同程度的裂缝。指挥部领导了解情况后高度重视,责成质量管理处在详细调查的基础上,对裂缝的产生进行相关分析,并提出合理可行的处理措施。
下面分三个部分进行汇报:第一部分裂缝现状、第二部分原因分析、第三部分防治措施。第一部分
裂缝现状
一、干缩裂缝
二、纵向裂缝
三、网状裂缝
四、龟状裂缝
第二部分
原因分析
一、砼铺装层与梁板顶面粘结不牢
在砼铺装层施工前,一是没有将梁顶面的油污、浮浆、松散混凝土、其他杂物等清除干净;二是没有将梁板上的6#、7#预埋钢筋复位;三是梁板表面未凿毛或凿毛的密度和深度不够。这些都大大降低了桥面混凝土现浇层与梁面之间的结合力,破坏了水泥混凝土层的整体性,通车后车轮的冲击和荷载的作用使桥面产生裂缝。
二、钢筋网位置不准确
施工设计文件中要求钢筋网净保护层为4cm,但在实际施工过程中,采用的支垫措施不到位,致使钢筋网偏离设计值过多,甚至有的直接贴于梁顶面。在浇筑混凝土过程中,常受施工人员人为踩踏、运输机具碾踏和混凝土的自重等因素影响,导致钢筋网变形,向下移位,削弱了钢筋网的抗裂能力,因此出现桥面裂缝等病害。
三、水灰比大、收浆不到位、养生不好
一些施工单位为成型方便,在施工过程中随意加大水灰比,造成混凝土干缩性增大,强度降低,导致混凝土表面开裂。操作工人在浇筑后没有根据需要多次抹面收浆,对最后一次收浆的时机把握不准,有的甚至放弃了最后一次收浆,引起砼铺装层出现干缩裂缝。混凝土浇筑后未及时覆盖养生,且养生期不到就停止养生,致使水分蒸发过快,砼产生干缩和温缩裂缝。
四、混凝土振捣不密实
混凝土浇筑时,有的施工单位仅采用振动梁进行振捣,振捣不到位,致使混凝土不密实,出现蜂窝、气孔多、强度降低等质量缺陷,破坏砼铺装层的整体性、降低了抗裂、抗冲击的能力。
五、通车过早
有的施工单位在桥面现浇层完成几天后就开放交通,造成桥面在强度不高的情况下过早承受重载,这也是造成裂缝产生的原因之一。
第三部分
防治措施
一、增强砼铺装层与梁顶面的层间结合力
桥面钢筋网安装前必须彻底清除梁板顶面的浮浆、松散砼、油污、其它杂物等,应将梁板预埋的6#、7#钢筋复位,对梁体顶面进行凿毛处理,清扫后用高压水将梁板冲洗干净,浇筑混凝土前洒水湿润梁顶,但不得有积水。
二、准确定位钢筋网,提高现浇层抗裂性能
采用短钢筋支撑定位法对钢筋网进行准确定位。钢筋长度为铺装层厚的80%左右,双向间距约75cm,对钢筋网实行多点焊接支撑。浇筑混凝土前,禁止一切车辆和闲杂人员在绑扎好的钢筋网上通行,浇筑时上料应使用泵车或吊车,禁止料斗车、罐车等直接在钢筋网上行走,以避免钢筋网扭曲变形、移位,从而提高现浇层的抗裂性能。
三、控制好配合比、加强养生 严格控制砼施工配合比,控制掺水量,并密切监控拌和站机打数据,若发现异常,应及时找出原因、进行整改,并尽量配合使用真空吸水。落实专人做好砼的抹面收浆工作,掌握好收浆的遍数和时机,最后一遍收浆后就立即拉毛。桥面铺装浇筑后,应及时覆盖养生,在施工期7天内确保砼始终处于饱和水养生状态。
四、加强振捣,提高强度
混凝土浇筑必须采用平板振动器配合振动梁进行振捣,以保证混凝土的密实,保证砼铺装层与梁顶形成一个整体,从而提高混凝土强度,减少裂缝的产生。
五、加强交通管制
现浇层施工完成后,应加强交通管制,不能人为地提前开放交通。混凝土未达到设计强度以前,禁止任何施工机械在上面作业或通行。
第三篇:会计科目余额方向对财务报表的影响
会计科目是指对会计要素的具体内容进行分类核算的项目。
会计科目是为了满足会计确认、计量和报告的需要的,根据企业内部管理和外部信息的需要,对会计要素进行分类的项目,是对资金运动进行的第三层次的划分。按经济内容对资产、负债、所有者权益、收入、费用和利润会计要素作进一步分类的类别名称。每一个会计科目都应当明确反映一定的经济内容,科目和科目之间在内容上不能相互交叉。
会计科目按其所归属的会计要素的不同,可划分为,可分为资产类科目、负债类科目、所有者权益类科目、损益类科目和成本类科目五大类。
对于资产类和负债类科目的理解,可以简单的认为:科目余额在借方,则是企业的资产,科目余额在贷方,则是企业的债务。
对于成本类科目,在月末结转后仍有借方余额,则为企业在产品的成本。对于损益类科目,月末一般是没有余额的,都结转到本年利润科目中。
对于所有者权益科目,除企业经营盈亏转入外,科目的其他增减变化都需要有严格的规定进行确认。
对于财务报表的填列,有的项目是根据各会计科目的余额的借贷方向分析后填列。预收帐款,应收帐款,其他应收款,预付帐款,应付帐款,其他应付款,一年到期的长期应收应付项目等。
第四篇:学校科层体制对团体组织之影响
学校科层体制对团体组织之影响
实习教师 林孟弘、吴昆寰
前言
经常听到同学或老师抱怨学校行政体系之效率很差,行政人员的态度又很没有人情味,我想这大概就是从“学校行政体制”来着手,而如何对于学校行政效率和行政阶层与师生互动抓取平衡点,是学校组织的重要课题。此即会牵扯到一个名词,即是“科层体制”,听到科层体制这个名词,对某些人来说,皆有不愉快的印象:如在公家机关办理一件业务并填具一式三份的表格,之后将复本抄送每一个你所能想到的局处;或者面对刻板冷漠的小职员,只知引用工作手册中的法规办事等,这些令人讨厌的行事作风难道不能改变,或若难道没有更好的方法来经营大企业吗?
而在现今社会的复杂性使教育的组织形式有所改变;古代的一个老师对一、二个学生的方式完全不可能。因此,教学组织(学校)也变成一个很现代的科层组织。科层组织的一个最大的特点是权责层次分配清楚。正如企业公司或政府机构一样,学校的科层组织也相当明显。它包括学校里有行政主管单位、教师、职员、学生等各类人员。
由于学校中的科层体制必会影响整个组织的运作及团体行为或个人行为的改变,于是本组即是要探讨学校科层组织对于团体行为之影响,分析组织科层化的程度与团体行为与绩效之关系,并透过实际案例分析。
二、科层组织(Bureaucracy)之意义
科层体制(bureaucracy),是一种本于法理基础之上,以实现效率与合理性目标的组织,是分析正式组织的经典理论(民72,黄昆辉)。
科层体制理论系由韦伯(Max Weber,1864-1920)所创,他以「权威」(authority)为核心概念,「权威」即是以他人出乎自愿的服从为基础的统治型式。韦柏将权威分为三种即:精神感召的权威(charismatic authority)、传统的权威(traditional authority)、法理的权威(legal authority)。科层体制即是以「法理权威」为主要影响力的组织,也就是由一定程序连锁而成的稳定结构。其建构基础有:
合理性(rationality)指的是组织的目标导向性,组织内进行的每一项活动,都跟组织的目标有关,在任何的行动,皆须符合这种目标导向的性质。
效率(efficiency)指的是组织的成本效能,也就是一个行动方案得通盘考虑其成本与组织目标达成之间的关连性。
而科层体制的特征,也就是韦伯理论之主要概念如下:
职位阶层(Hierarchy of Authority)
组织的任何一种行政功能,都由一个赋有明确权责的职位来承担。担任某一职位的人员,便须遵从该职位所赋的权利与义务。
法规条例(Rules and Regulations)
组织中每一个职位的经常性业务与全体的成员,亦皆订有标准程序与行为的标准,汇成组织之法规,来维持组织的正常运作。
专职分工(Division of Labor)
组织中所有工作,都依职位进行分工,使每一职位专司一事。
不讲人情(Impersonal orientation)
组织内部各职位人员的交互作用,或内部工作人员与外在服务对象的接触交流,都有统一的方式来辨理。
书面案卷(Files and Records)
组织内部以及对服务对象的活动事顼,均录案存盘,备供日后参考、拟订决策、以及稽核检讨之用。
支薪用人(Salaried Personnel)
视导监督和行政管理人员,都是全时制的支薪工作者,靠着组织来赚取所得。
资源控制(Control of Resources)
组织内的行政管理人员可以掌控组织资源的分配。
三、学校组织的类型与系统理论
组织是人们为达成特定的共同目标,结合而成的有机体,借着「人员」与「结构」的适当配置与互动及对环境的调适,来完成其任务(谢文全,民80:175)。结构主义者倾向于认为,一个适当结构的组织,将改善组织的表现。
组织结构的类型有:
1.正式的学校组织结构:
(1)正式学校组织结构的形成要素:
即学校的行政体制,它包含在科层体制中,如:校长→行政人员(教务主任、会计主任、注册组长、训育组长、干事及书记等)→教师→学生。
(2)正式学校组织结构的功能:
确定权威体系
分工与权责之明确化
促进沟通与协调(确定沟通网络)
促进工作满足感与提高工作效率
2.非正式学校组织结构:
(1)非正式学校组织的结构的意义:
非正式学校组织结构是相对于正式学校组织结构,是学校成员非正式交互作用行为所形成之社会关系网,其成立系由于人与人之结合,不是用权力所促使,属个人化而非制度化之组织。其形成之原因,乃基于共同关系,旨求满足友谊、追求认同、取行保护、以及谋求发展。
(2)非正式学校组织之特性:
a.交互行为b.感情交流c.顺乎自然d.民主指向e.以影响力来领导f.团体压力g.附着力及统整力h.成员的重迭性i.可获得满足感及成就感
(3)非正式学校组织之正反功能:
a.正功能:
(a)可做有效之沟通(b)社会控制(c)获得满足感及归属感(d)维护共同的文化价值(e)有高度的伸缩性及弹性(f)减少主管的工作负担(g)可弥补正式命令之不足(h)安定组织,使离职率大为减少(i)可发泄彼此情绪(j)能矫正管理措施。
b.反功能:
(a)反对改变,阻碍改革(b)工作任务上的衡突(c)传播不实谣言,迷惑人心(d)盲从非正式组织,抹杀个人的个性及创造性(e)搞小圈圈,彼此攻击毁谤。
总之,学校系统是服务性的教育组织,是由教职员与学生二种不同角色形成的结构个体,具有某种程度的科层化(Bureaucratic)特质。学校组织结构的意义,乃指学校组织中教师、学生与行政人员所扮演的各种不同的角色,各行政部门权责工作施行上,及彼此间各种交互作用所表现出来的一种较持久的性质,而此种特质,常表现于学校组织中各项事件、功能技术问题等彼此间的交互作用结果上,其目的在促使学校组织之成长发展,以期获得更佳的学校教育成效。
学校组织由行政及教学两大部门组合而成,基于行政效率的提升,学校行政系统方面则必须走向科层体制,以便更有条理有系统的思考学校问题,改进学校工作,但这不表示科层体制的行政作为全然是标准化的作业形式、规章(蔡振南,民81),它同时也应当包括对人的信任与尊重。
3.双重系统理论
双重系统理论(Dual System Theory)是Meyer & Rowan(1983)所提出,认为学校组织同时具有「科层体制」与「松散结合」两种特性,承续松散结合的持性,认为学校组织在教学系统方面具有松散结合的特性,而在行政事务的非教学系统方面,则是具有紧密结合的特性。上述这两种组织结构的特性,是可以在学校组织中同时存在。它一方面肯定了学校行政组织的科层性格,也说明了学校另外存在着一松散结合系统。
四、科层组织之改善与突破
回顾Weber提出以规则、工作说明书、职位权力、功能分化、组织层级的官僚体制(科层体制bureaucracy)已在教育行政体系中根深蒂固,理想型的科层体制虽系一种提高组织效率达成行政目标的功能模式(Silver,1983)却造成组织的僵化,工作人员以遵守法规规定的程序为目的,凡事但求无过不求有功,消极被动而不知创造发展,„。面对今日社会的急遽变迁、政治的民主开放、科技的发展及文化的元融合,为使育育行政组织运作有效因应时代环境与社会变迁、达成组织目标,必须将学校组织再造,使教育删政运作迈向专业化。以下是其发展趋势:
虚拟网状组织架构扁平层次,以取代替金字塔式的科层组织。
运作强调资源整合及有效串连,来代替本位主义之迷思。
行政人员不再成为死守法规条文或效忠组织的发号司令者,而是成为能兼顾民众利益和组织目标的协调者。
工作内容由强调作业流程多样化,以取代以往的单一走向。
领导者与部属之间的关系,从监督服从的关系,透过有效的授权与参与,而走向建构共同愿景伙伴关系。
需求层次将由安全的基本满足,提升为追求自我实现的层次。
考核将以强调全方位的工作绩效,代替形式化的绩效制度。
决策模式将由上而下的官僚决策模式,趋向由下而上的专业决策模式。
未来的组织是以知识为基础,由位居多数的专家所组成,具有迅速反应变迁的能力。组织类型将由传统静态封闭的机械型组织,转向动态开放教导型和学习型组织
(Druker,1988,1993;Naisbitt&Aburdence,1990;张明辉,民87;张锅富,民87)。
五、结论
学校具有组织科层体制与松散结构之特性,适合运用整体工作满意的理论来做为领导策略,以提升成员工作需求的满足与愉快的整体感受,而工作满意是脱离传统科层体制只重视组织目标达成的领导概念,转而发展校长对组织整体成员工作需求满足与愉快感受的重视,以及蕴育尊重、关怀的一种态度或情感的反应。
根据实际的需要,针对目前的组织结构的缺失重新检讨之后,加以精简。促使组织结构朝向扁平式组织或网状组织以取代金字塔式的科层组织,由封闭的机械型组织,转向动态开放的学习型组织。个人、单位、组织的运作是可以相互合作,以提升组织效能。而为使组织的运作更有弹性,应该尽量以「原则」取代「规则」,而一个上位的管理者也要有能力去判断,才能使组织有进步成长的空间。
Weber 的科层理论基本上是一理想模式它可增进组织效率,但实际上科层体制也有可能发生反功能,许多教育学者经由学校组织运作中,发现科层体制并非完美无缺的。综合前述,科层体制的各项特质,而也都一定会有它实际可见的优点,将它用在我们现实状况上可得知,问题的产生并非起于过度的科层化,而是因为科层体制因素的缺乏或不尽适当所使然,而过度的科层化,会使组织趋于僵化,无法顺应变迁,但科层体制几乎是所有组织既定的事实,因此一个在上位的管理者如何利用科层组织的优点及管理的手法,能够真正地将组织科层化的优点显现出来。
参考文献
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第五篇:地下水对工程施工影响分析及探讨
地下水对工程施工影响分析及探讨
摘要:在当前建筑工程施工中,解决地下水对工程施工造成的影响是工程建设领域所面临的重要课题。本文从施工实践出发结合理论阐述了地下水对工程施工的影响,并从管理与技术上提出了以危害控制为主体的对策。关键词:地下水 建筑工程 施工影响 对策
在建设工程施工的周期当中,不得不提及的施工阶段是最为复杂和重要的阶段之一,在施工阶段也经常出现各种复杂的问题和情形。地下水作为天然形成的地下水质,在施工过程中有很大的阻碍作用。无论是地下工程还是地上工程,在进行工程建造时,都要或多或少的深入地表岩层。但是,地下水作为在广泛的地表岩土之中常见的现象,对建筑工程的影响却十分广泛而普遍。地下水在工程施工中产生的影响分析
1.1地下水的分布。地下水分布较为复杂,它不仅受一般规律影响,还受到岩土性质、地理环境条件与季节变换、结构发育程度、人类活动等不同因素的相互影响,各个因素可能单独影响,也可能多个因素共同影响。地下水在分布上包涵了地下水类别、储存数量、水位高低与补给条件等不同特征的分析,而在这些特征之中地下水的类别则最为重要。在地理学的研究中,按照埋藏条件来分,可以把地下水分为潜水、包气滞水、承压水。不同种类的地下水对其影响也自不同,具体有如下两点:首先,各种不同类型的地下水的固有特征有所不同,如季节的变化、是否承压、补给条件的差异等;其次,我国现今在工程建设技术的先进程度和行业限制有所不同,如大型水利工程、矿山与一般的建筑工程之间的不同。在工程施工过程中潜水的影响最大,因其在地域上分布较广、埋藏的深度和范围较大的特点,对工程施工建设过程中影响广泛而普遍;包气滞水由于埋藏浅、储量小,对工程的影响较小;承压水在工程施工中则影响较大,但承压水的影响概率则很低,只对个别地带、个别行业带来影响。
1.2 岩土的三相结构和岩土的水性质。在工程施工中的基础元素是岩土,岩土的结构、力学特征以及其他性质则直接决定了在工程施工中是否顺利。岩土在结构上呈现气、液、固三态。固态的岩土主要是由不同的粒径级配固体颗粒所组成,它是岩土的主体部分:液态的岩土主要是由依附于固态颗粒上以及游散在固相结构空隙中的液体:气态的岩土主要是由扩散在液态与固态上以及充溢在液态和固态空隙中的水蒸气和空气。岩土的三相结构之间相互作用,相互影响岩土的稳定性与强度。
在地理学上,我们通常将岩土中液态结构同地下水视为一种类型。其中,岩土的水性质则集中体现了地下水的性质,分别可以叙述为岩土的给水度、含水性与透水性。在满足工程施工需要的角度来观察,各个类型的岩土在理论上可以达到最佳水质的指标值,然而,岩土的水性质实际上的指标值同理论上的最佳值往往出现不同程度的偏差。
1.3地下水和岩土之间的交互作用。地下水在工程施工方面,地下水和岩土之间的交互作用是其主要影响根源,地下水和岩土之间的交互作用不但直接决定了岩土三相结构中的性质,同时也决定了岩土三相结构在施工扰人后的变化发展趋势,从而在工程施工过程中地下水起到决定性的重要作用。地下水和岩土之间的交互作用相当复杂,下面我们将通过三个理论定律展开研究。
1.3.1太沙基有效应力理论。这种理论是指把岩土结构中固液两种状态相对饱和的岩土结构,这种结构能得出固液两种状态的相对关联、相互影响和作用的一种规律,它是岩土三相结构重要的理论。太沙基有效应力理论认为液体不承受剪应力,但可以承受并传递法向应力,进而把结构总体应力区分为相对独立的两部分:液相空隙压力u、固相有效应力o。该理论可表达为:a=o +u。由太沙基有效应力理论进行分析,液体在岩土之中具有流动性,施工开始后将会导致液体的不同程度的流动,因而造成了整体结构的稳定性和应力强度损失降低。
1.3.2地下水运动规律。这种规律可以用一个公式来表明:V=kil/m。在公式中,V的含义是水移动速度;k的含义是岩土的渗透系数;i的含义是水力的坡度;m的含义是综合反映流速、地下水的流动方式和岩土三相结构特征的参数。地下水在处于层流状态时,m的值应当为1;而当地下水在处于紊流状态时,m 的值应当在1和2之间。然而,在大多数情况下,地下水在岩土中是以层流方式运动的,所以m 值常取1。
1.3.3岩土强度理论:t=d tan +c。其中t表示岩土抗剪强度;o表示剪切面方向应力: f表示岩土内摩擦角;C表示岩土黏聚力。此式即为闻名遐迩的摩尔一库仑强度理论。因为剪切破坏是岩土破坏最常见的方式,所以抗剪强度作为基础的摩尔一库仑理论变为岩土结构非常重要的理论。在对以上叙述的三个理论在理解和运用时,首要且必须要做到的是全面与统一,同时须具体明确以下几点:
①在工程施工中,地下水的影响不是单独的,同时还受到许多其他因素的影响;② 以上三个理论是相互统一的,三个理论共同决定了地下水和岩土之间的交互作用;⑧在工程施工过程中,地下水对其影响包含了物理、地理、化学等不同学科,只有结合工程和地下水的实际情况才能避免得出错误结论,能更正确有效的分析和解决问题。对策分析
通过地下水对工程施工影响的分析,结合上述三个理论,在实践中遵循三个原则来确定对策:安全第一原则、经济可行原则、技术创新原则。以这三个原则为指导,所确定的对策可分为管理类和技术类。
2.1管理类对策。管理类对策是指充分的运用决策理论、管理科学的成果和实践经验,这类对策可以通过科学、创新、高效的方法进行管理,从而减轻乃至消除在工程施工过程中地下水的影响。具体言之,有以下几点:① 合理安排施工活动,提高管理效率,避免汛情、雨情等气候因素所带来的消极效应;②提高从业人员特别是工程技术人员的业务素质,发挥其技术专长与思维能动性;③ 在施工需求基础上适度调整施工质量、费用与进度,从而适应在特定环境下地下水问题的解决。
2.2 技术方面的对策。技术方面的对策在操作上方法和措施有很多种,但它们都能体现出共同的特征。在工程施工中不同中给的措施应当都有与其相适应的范围、具体做法和技术指标。下面我们对一些技术对策的共同特征具体进行论述:①堵和截:这种方法在本质上以隔断地下水补给源为特征,以及在地下水流动过程中设置障碍、提高阻力。具体方法可以利用设幕墙、打板桩等方法,这是为了把地下水在流动过程中加以控制,为整个工程施工时打下基础保障,从而有利于整个工程的施工。(排和降:排是指把地下水以及补给源排放到施工的作业范围外;降是指将基于FPGA 的HDB3 编译码器设计高水位降至作业面以下从而使得作业面处于降水漏斗的范围内。利用排和降的方法可以把作业范围内中的岩土三相结构中液态比例降低,并有利于整个工程的施工。(保留:在工程施工过程中采取其它技术方法成本过高时,我们可以采用保留的方法,保留地下水,并采取开发或更换新施工方法和工艺来解决,譬如水下开挖土方工法以及机械顶管替代人工顶管等。④ 更换和γ-Al2O3 内表面上钨离子分散的研究固结:更换是指将更换后的土质和地下水凝固或降低地下水流动速率,从而与地下水结合而形成新的岩土三相结构;固结是指加入凝固性材料、冷冻等方法使岩土固化,以降低地下水的渗透破坏和流动性。⑤ 防:这种技术方法是指防止地表的径流,例如雨水以及其它特殊径流产生的地下水问题。
2.3技术对策的举例:① 管涌防治:这种方法是以堵截地下水补给源、阻碍或弱化地下水流动的方法,设置反滤层、减小地下水的水力坡度、替换土质等。②流土防治:采用人工降水、;东结、打板桩和水下开挖等方法。⑧基坑坍塌:降水、集中排水、护坡或基坑支炉等。④地面沉降防治:采用周转式回灌、缓慢均匀降低地下水等。结语
地下水对工程施工的影响是十分普遍、客观的存在,随着社会的飞速发展,工程建设技术要求也越来越高,在工程施工过程中对地下水进行研究显得十分迫切,对建筑技术的提高起到很大的帮助。