超高压水力破拆混凝土数值分析及实验研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
壹堂
Ｌ ｉ ￣ｎ ａ ｎ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｃ ｉ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ￣
ｉ １ ｌ ＿
超高压水力破拆混凝 土城 市学院 。广东 东莞 ５ ２ ３ ４ １ ９）
摘 要 ：超 高压水 力破拆 混凝 土技 术相对 传统 机械 作 业方 式具 有 突 出优 势 ，本 文从 能 量 角度 ，应 用
阶 段 。周 丹 等 ｕ 论 述 了水 力 破 拆 混 凝 土 的设 备 及 优 势 ； 申皴 等 通 过Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 建 模 分 析 ，验 证 了水 力 破 拆 混 凝 土 的可 行 性 并 得 到 了 水 力 拆 混 凝 土 所 需 的泵 压 ； 尹灿 等 采 用 人 工 神 经 网 络 的连 接 权 值 矩 阵 和 节 点 网值 向 量 分 布 式 建 立 了超 高 压 水 射 流冲蚀破 拆体积 与射 流压力 、围压和喷距之 间的 数 学 模 型 ；李 万 莉 等 Ｈ 以细 观 损 伤 力 学 理 论 对 水 力 冲 击 下 混 凝 土 路 面 碎 裂 微 结 构损 伤 情 况 建 模 ， 并 得 到 不 同 压 力 、 速 度 射 流 冲 击 到 混 凝 土 表 面 产 生 的Ｖ ｏ ｎ Ｍｉ ｓ ｅ ｓ 等 效 应 力 ；重 庆 大 学 的卢 义 玉 等 Ｊ 得 到 水 射 流 动 力 泵 的 压 力 与 所 能 冲 蚀 深 度 间成 正
造成损伤 ，水力破拆 后的粗糙不 匀表面能为重新 浇筑 混凝 土提 供更 好 的结合面 。 （ ４）经 济 效 益
好 ：水 力 破 拆 以水 为 工 具 ，作 业 中 粉 尘 少 、 噪 音 低 、振 动 小 ，且 只拆 除 破 损 混 凝 土 ，对 钢 筋 网及 良好 混 凝 土 无 损 害 ，可 大 大 降低 修 复 成 本 。 国 内在 应 用 水 力 破 拆 混 凝 土 结 构 尚处 于 起 步
引 言 （ ３） 破 拆 表 面 质 量 高 ： 水 力 破 拆 属 高 能 、 冷 混 凝 土 广 泛 应 用 于 土 木 、水 利 、 运 输 和 采 矿 态 ， 只清 除 破 损 混 凝 土 ；传 统 机 械 方 式 在 拆 除破 等 工程 中，因混凝土 同时受到 内外应力而损 伤 ， 损 混 凝 土 时 产 生 巨 大 振 动 ， 易对 完 好 混 凝 土 结 构
机 电一体 化 等方 面研 究 。
２ ｏ １ ７ 年第 ２ 期（ 第ｌ ２ 卷总第 ４ ｌ 期） ． Ｉ Ｉ ３ ７
‘
Ｉ
比 ，喷 嘴 与 目标 间存 在 一 个 最 优 距 离 。 本文从 能量角度对 水力破拆 混凝土 结构过程 进 行 理 论 分 析 ，建 立 了 混 凝 土 表 面 水 力 与 泵 压 参 数 间 的 关 系 ， 并 以实 验 为 主 ，探 究 水 力 破 拆 参 数 与 实 际破 拆 效 果 间 的 关 系 。 ～ ＋ 二 、超高压水 力破拆混凝 土 一 ２ （ 一 ）理 论 分 析 Ｉ ｌ 水 力 破 拆 混 凝 土 过 程 中 ，超 高 压 水 是 连 续 射 流 ， 喷 嘴 内外 的 压 力 、 流 速 均 不 同 ，忽 略 喷 嘴 出 一 ＋ 口截 面 的 高 度 差 ，根 据 伯 努 利 方 程 ：
一
、
影 响正常使用 。 目前 国 内针对破损 混凝土 结构修 复 方 式 主 要 采 用 冲 击 器 、 多 锤 头 、 破 碎 机 、 液 压 分 裂 等传 统 机 械 方 式 进 行 完 全 破 拆 ， 再 重 新 浇 筑 修 复 ， 易 造 成 二 次 破 坏 ， 且 劳 动 强 度 高 、 粉 尘 多 、 噪 声 大 、 工 效低 。 以 美 国 、 瑞 典 为 代 表 的 西 方 国 家 从 上 世 纪 ８ ０ 年 代 不 断 将 超 高 压 水 射 流 技 术 发 展 ，研 制 出道 路 表 面 水 力 破 拆 机 ， 与传 统 破 拆 方 式 相 比具 有 ： （ １ ） 效 率 高 ：相 对 传 统 破 拆 方 式 ， 水 力 破 拆 效 率 提 高 了２ ５ ～５ ０ 倍 ，在 降 低 劳 动 力 使 用 成 本 时 保 证 工程 的进 展 。 （ ２ ） 选 择 性 清 除 ： 传 统 机 械 破 拆混 凝土采用 应力传递 、通透破拆 的工 艺，水力 破 拆 是 由于 高压 水 流 喷射 到 孔 隙 穿 透 混 凝 土 ，激 活 、 加 剧 破 损 混 凝 士 结 构 中存 在 的 微 裂 缝 ， 并 形 成 内部 超 压 ， 当 产 生 的 压 力 达 到 混 凝 土 破 碎 极 限 强 度 时 剥 落 混 凝 土 ，水 力 破 拆 可 有 选 择 地 清 除 路 面 破 损 部 分或 分 层 被 清 除 ，而 留下 密 实部 分 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ７ — ０ １ — １ ２
基 金项 目 ：２ ０ １ ６ 年 东莞理 工 学院城 市学院 “ 青年教 师发展 基金 ”项 目 （ 项 目编号 ：２ ０ １ ６ Ｑ Ｊ Ｙ０ ０ ２ Ｚ）。
作 者简 介 ：彭见辉 （ １ ９ ８ ９ 一 ），男 ，安徽 阜 阳人 ，东莞理 工学院城 市 学院教 师 ，硕 士 ，主要从 事超 高压水射 流技术 、
伯 努利 方程 和动 量定 理对超 高压水 力破拆 混凝 土过 程进 行理 论分 析 ，建立 了混 凝土表 面水 力与 泵压参数
间的 关 系式 ，并在 实验的 基础 上探 究 了超 高压水 力破拆 的各 项参 数与破 拆 效果 间的 关 系，对超 高压水 力
破 拆混凝 土的 应用 与推 广具 有一 定的参 考意 义。 关键 词 ：超 高压 水射 流 ；混凝 土修 复 ；破 拆 实验 ；破 拆 深度 中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ １ 文 献标志 码 ： Ａ 文章编 号 ： （ 粤 ０）Ｌ ０ １ ５ ０ ０ ０ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ － ３ ７ － ０ ４
Ｌ ｉ ￣ｎ ａ ｎ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｃ ｉ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ￣
ｉ １ ｌ ＿
超高压水力破拆混凝 土城 市学院 。广东 东莞 ５ ２ ３ ４ １ ９）
摘 要 ：超 高压水 力破拆 混凝 土技 术相对 传统 机械 作 业方 式具 有 突 出优 势 ，本 文从 能 量 角度 ，应 用
阶 段 。周 丹 等 ｕ 论 述 了水 力 破 拆 混 凝 土 的设 备 及 优 势 ； 申皴 等 通 过Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 建 模 分 析 ，验 证 了水 力 破 拆 混 凝 土 的可 行 性 并 得 到 了 水 力 拆 混 凝 土 所 需 的泵 压 ； 尹灿 等 采 用 人 工 神 经 网 络 的连 接 权 值 矩 阵 和 节 点 网值 向 量 分 布 式 建 立 了超 高 压 水 射 流冲蚀破 拆体积 与射 流压力 、围压和喷距之 间的 数 学 模 型 ；李 万 莉 等 Ｈ 以细 观 损 伤 力 学 理 论 对 水 力 冲 击 下 混 凝 土 路 面 碎 裂 微 结 构损 伤 情 况 建 模 ， 并 得 到 不 同 压 力 、 速 度 射 流 冲 击 到 混 凝 土 表 面 产 生 的Ｖ ｏ ｎ Ｍｉ ｓ ｅ ｓ 等 效 应 力 ；重 庆 大 学 的卢 义 玉 等 Ｊ 得 到 水 射 流 动 力 泵 的 压 力 与 所 能 冲 蚀 深 度 间成 正
造成损伤 ，水力破拆 后的粗糙不 匀表面能为重新 浇筑 混凝 土提 供更 好 的结合面 。 （ ４）经 济 效 益
好 ：水 力 破 拆 以水 为 工 具 ，作 业 中 粉 尘 少 、 噪 音 低 、振 动 小 ，且 只拆 除 破 损 混 凝 土 ，对 钢 筋 网及 良好 混 凝 土 无 损 害 ，可 大 大 降低 修 复 成 本 。 国 内在 应 用 水 力 破 拆 混 凝 土 结 构 尚处 于 起 步
引 言 （ ３） 破 拆 表 面 质 量 高 ： 水 力 破 拆 属 高 能 、 冷 混 凝 土 广 泛 应 用 于 土 木 、水 利 、 运 输 和 采 矿 态 ， 只清 除 破 损 混 凝 土 ；传 统 机 械 方 式 在 拆 除破 等 工程 中，因混凝土 同时受到 内外应力而损 伤 ， 损 混 凝 土 时 产 生 巨 大 振 动 ， 易对 完 好 混 凝 土 结 构
机 电一体 化 等方 面研 究 。
２ ｏ １ ７ 年第 ２ 期（ 第ｌ ２ 卷总第 ４ ｌ 期） ． Ｉ Ｉ ３ ７
‘
Ｉ
比 ，喷 嘴 与 目标 间存 在 一 个 最 优 距 离 。 本文从 能量角度对 水力破拆 混凝土 结构过程 进 行 理 论 分 析 ，建 立 了 混 凝 土 表 面 水 力 与 泵 压 参 数 间 的 关 系 ， 并 以实 验 为 主 ，探 究 水 力 破 拆 参 数 与 实 际破 拆 效 果 间 的 关 系 。 ～ ＋ 二 、超高压水 力破拆混凝 土 一 ２ （ 一 ）理 论 分 析 Ｉ ｌ 水 力 破 拆 混 凝 土 过 程 中 ，超 高 压 水 是 连 续 射 流 ， 喷 嘴 内外 的 压 力 、 流 速 均 不 同 ，忽 略 喷 嘴 出 一 ＋ 口截 面 的 高 度 差 ，根 据 伯 努 利 方 程 ：
一
、
影 响正常使用 。 目前 国 内针对破损 混凝土 结构修 复 方 式 主 要 采 用 冲 击 器 、 多 锤 头 、 破 碎 机 、 液 压 分 裂 等传 统 机 械 方 式 进 行 完 全 破 拆 ， 再 重 新 浇 筑 修 复 ， 易 造 成 二 次 破 坏 ， 且 劳 动 强 度 高 、 粉 尘 多 、 噪 声 大 、 工 效低 。 以 美 国 、 瑞 典 为 代 表 的 西 方 国 家 从 上 世 纪 ８ ０ 年 代 不 断 将 超 高 压 水 射 流 技 术 发 展 ，研 制 出道 路 表 面 水 力 破 拆 机 ， 与传 统 破 拆 方 式 相 比具 有 ： （ １ ） 效 率 高 ：相 对 传 统 破 拆 方 式 ， 水 力 破 拆 效 率 提 高 了２ ５ ～５ ０ 倍 ，在 降 低 劳 动 力 使 用 成 本 时 保 证 工程 的进 展 。 （ ２ ） 选 择 性 清 除 ： 传 统 机 械 破 拆混 凝土采用 应力传递 、通透破拆 的工 艺，水力 破 拆 是 由于 高压 水 流 喷射 到 孔 隙 穿 透 混 凝 土 ，激 活 、 加 剧 破 损 混 凝 士 结 构 中存 在 的 微 裂 缝 ， 并 形 成 内部 超 压 ， 当 产 生 的 压 力 达 到 混 凝 土 破 碎 极 限 强 度 时 剥 落 混 凝 土 ，水 力 破 拆 可 有 选 择 地 清 除 路 面 破 损 部 分或 分 层 被 清 除 ，而 留下 密 实部 分 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ７ — ０ １ — １ ２
基 金项 目 ：２ ０ １ ６ 年 东莞理 工 学院城 市学院 “ 青年教 师发展 基金 ”项 目 （ 项 目编号 ：２ ０ １ ６ Ｑ Ｊ Ｙ０ ０ ２ Ｚ）。
作 者简 介 ：彭见辉 （ １ ９ ８ ９ 一 ），男 ，安徽 阜 阳人 ，东莞理 工学院城 市 学院教 师 ，硕 士 ，主要从 事超 高压水射 流技术 、
伯 努利 方程 和动 量定 理对超 高压水 力破拆 混凝 土过 程进 行理 论分 析 ，建立 了混 凝土表 面水 力与 泵压参数
间的 关 系式 ，并在 实验的 基础 上探 究 了超 高压水 力破拆 的各 项参 数与破 拆 效果 间的 关 系，对超 高压水 力
破 拆混凝 土的 应用 与推 广具 有一 定的参 考意 义。 关键 词 ：超 高压 水射 流 ；混凝 土修 复 ；破 拆 实验 ；破 拆 深度 中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ １ 文 献标志 码 ： Ａ 文章编 号 ： （ 粤 ０）Ｌ ０ １ ５ ０ ０ ０ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ － ３ ７ － ０ ４