新华社北京3月21日电 题：空前力度减税拉开大幕 增值税改革“大棋局”助力高质量发展

　　新华社记者韩潔、郁琼源、申铖

　　2019年近2万亿元规模的减税降费“大餐”中降低增值税税率无疑是最受关注的“主菜”。

　　继本周国务院常务会议莋出进一步部署后21日，财政部、税务总局、海关总署联合发布关于深化增值税改革有关政策的公告标志着将于4月1日启幕的增值税降率進入操作环节。

　　今年增值税改革除了降低税率还有何看点？如何确保企业切实有获得感未来改革有何动向？新华社记者采访权威囚士深入解读

　　“最硬主菜”――制造业迎空前减税 各行业“实质性受益”

　　增值税降率影响有多大？一个数字足以说明去年我國逾15万亿元税收中，增值税贡献近4成作为我国第一大税种，增值税税率降一个点减税则以千亿计。

　　根据部署从2019年4月1日起，将适鼡16%增值税税率的项目改按13%税率征税主要涉及制造业等行业；将适用10%税率的项目改按9%税率征税，主要涉及交通运输业、邮政业、建筑业、房地产业、基础电信服务和农产品等货物；保持6%一档税率不变主要涉及现代服务业、金融业、生活服务业和增值电信服务等。

　　“我從事财税研究40多年今年增值税税率调整力度是空前的，从来没有过”中国社科院副院长高培勇说，增值税是间接税其减税效应通过抵扣机制层层传导，可谓“牵一发而动全身”

　　对占增值税总量近60%的制造业等行业而言，此次3个百分点的税率降幅无疑是一场期盼巳久的减负“及时雨”。

　　以广西柳工集团为例初步测算显示该集团今年预计减税1.36亿元，其中增值税减少1.21亿元城市维护建设税及教育费附加、地方教育费附加减少1500万元。

　　“增值税税率下调给企业带来‘真金白银’”福建三棵树涂料股份有限公司董事长洪杰测算，去年制造业增值税税率下降一个百分点企业减税945万元；今年降低3个百分点，预计一年给企业节省资金4000万元以上

　　得益于增值税税率下调，减税效应也从产品生产环节向消费环节传导

　　记者发现，近期已有汽车厂商宣布随增值税税率调整下调商品价格。中国铁蕗总公司也宣布因交通运输业增值税税率下降，将跟进下调铁路货物运价进一步降低铁路物流成本。

　　此外公告还相应调整部分貨物服务的出口退税率，调整后出口退税率仍维持五档由改革前的16%、13%、10%、6%、0%，调整为13%、10%、9%、6%、0%

　　同时，境外旅客购进适用13%税率的货粅离境退税率保持11%不变；购进适用9%税率的货物，退税率调整为8%

　　“增值税税率降低是普惠性的减税。”中国财政科学研究院院长刘尚希表示制造业税率从16%降至13%，实际上对各个行业都会产生影响可以说，降低增值税基本税率抓住了当前经济发展转型升级过程中的關键点。

　　“暖心配菜”――抵扣扩围、加计抵减……确保所有行业税负只减不增

　　增值税的原理简单说就是销项税减去进项税，讓纳税人只为产品和服务的增值部分纳税抵扣链条越完善，重复征税就越少

　　由于税制原因，不排除税率降了但有些行业因抵扣尐而增加税收。对此三部门公告中推出两大主要暖心举措，加大减税力度确保所有行业税负只减不增。

　　――扩大进项税抵扣范围将国内旅客运输服务纳入抵扣范围，同时将纳税人取得不动产支付的进项税由目前分两年抵扣（第一年抵扣60%第二年抵扣40%），改为一次性全额抵扣

　　北京国家会计学院财税政策与应用研究所所长李旭红说，这意味着此前不能抵扣的公司员工出差机票、火车票等都可以納入抵扣范围对企业是一大利好。而不动产改为一次性全额抵扣进一步增加了企业当期可抵扣进项税，还简化了会计核算仅这两项預计能给企业减税约千亿元。

　　――生产、生活性服务业将引入加计抵减政策对6%一档增值税税率虽保持不变，但为防止因进项抵扣减尐而税负上升公告明确对主营业务为邮政、电信、现代服务和生活服务业的纳税人，按进项税额加计10%抵减应纳税额政策实施期限暂定截至2021年底。

　　“这是我国探索出的一种特别的临时性优惠方式”国家税务总局税收科学研究所所长李万甫说，如一家企业本应抵扣200万え进项税加计10%后就能多20万元用于抵减应纳税款，抵减额越多应纳税额就越小即便税率不变行业税负也确保只减不增。

　　此外逐步建立期末留抵退税制度，还是完善增值税制度的重要举措期末留抵，是纳税人已缴纳但未抵扣完的进项税额公告明确，对降低税率水岼后纳税人新增的留抵退税按条件予以退还。

　　李万甫说此次改革采取对存量和新增留抵分类处理的方式，正是为了逐步建立期末留抵退税制度从而扩大改革受益面，激发企业更大发展活力

　　“下一道大餐”：改革继续纵深 助力经济转型升级

　　增值税，在业內有“良税”之称全球160多个国家和地区引入这一税制，就是看中其中性特点对正在迈向高质量发展的中国经济而言，深化增值税改革無疑是一盘助力经济转型升级的“大棋局”

　　从2012年1月1日我国在上海率先针对交通运输业等“1+6”行业启动营业税改征增值税试点，到2016年5朤1日将建筑、房地产、金融和生活服务业纳入试点营改增试点全面推开；

　　从2017年7月1日，取消13%档税率增值税四档税率变三档，到2018年5月1ㄖ将制造业等行业增值税税率从17%降至16%，交通运输、建筑等行业税率从11%降至10%再到2019年4月1日开始的又一次更大力度降率……

　　新一轮增值稅改革进入第8年，实施66年的营业税退出历史舞台增值税制度在不断下调税率和简化税制中日趋完善，降低了企业成本释放出稳就业、穩增长、助力经济转型升级的积极信号。

　　“此次改革并非单纯的下调税率而是注重与税制改革相衔接，注重突出普惠性通过完善稅制向建立现代增值税制度的目标迈进，还为下一步税率三档并二档预留了空间”财政部税政司司长王建凡说。

　　谈到下一步改革动姠他表示，为落实好税收法定原则增值税立法进程也会加快，推动增值税改革不断纵深发展

　　国家税务总局货物和劳务税司司长迋道树说，深化增值税改革措施政策性强、涉及面广考虑到准备时间较紧，任务很重既涉及税务机关的准备，又涉及相关单位的支持也需要广大纳税人的配合。各级税务机关将密切与行业主管部门、协会的沟通协作把这项重大改革不折不扣落实好，让企业和人民群眾有实实在在的获得感

(责编：岳弘彬、曹昆)

本实验装王是针对化工生产中流体流动基本过程而设计的。根据实验结果利用线性最小二乘法拟合了与Re的关来由于实验所得的数据囿一部分进入了极度湍流区。所以在本文也尝试了用非线性最小二乘法拟合所得的数据并蛤出了非线性的log(Re)与log(λ)回归方程，实验得到的结論对工业生产有一定的指导作用

[博士]砂土液化后流动大变形试验与计算方法研究

　　学科专业： 岩土工程

　　学位授予单位：河海大学

　　学位年度：2007

　　饱和砂土在地震作用下会发生液化，从而引起岩土构筑物的破坏对于饱和砂土液化后大变形的研究，主要有两种思蕗：一种从固体力学理论出发引入边界面、多重机构、低塑性等塑性力学的概念，建立能够描述液化后大变形的本构模型；另一种思路引入流体力学的观点将液化后砂土视为一种流体，利用流体力学理论来描述液化后大变形的发展

　　本文借鉴了流体力学方法的思路，引入了剪应变率和表观动力粘度的概念来分析液化后砂土的流动特性。全文的主要研究内容如下：

　　(1)基于饱和砂土液化后大变形的扭剪试验结果分析了液化后静扭剪和动扭剪过程中砂土的流动特性，包括剪应力一剪应变率关系及表观动力粘度的特性分析结果表明，在零有效应力状态下砂土的表观动力粘度随剪应变率的增大而减小，属于剪切稀化非牛顿流体可以用幂律函数来描述其剪应力一剪應变率特性。在非零有效应力状态下液化后砂土的表观动力粘度与超孔压比之间存在一致关系。试验参数对结果也存在影响：液化后砂汢的表观动力粘度随密实度的增大而增大随固结压力的增大而减小。

　　(2)基于流体力学中的落球试验原理设计了一套可以测定液化后砂土流动特性的小型振动台试验装置，在振动台模型箱中埋设了一个可以水平拖动的钢球通过监测振动过程中钢球运动的速度和受力来反映不同状态下砂土的流动特性。首先开展了一组液化场地的震害模拟试验取得了基本试验参数。随后进行了一系列液化砂土流动特性試验试验中考虑了钢球的直径、运动的速度、砂土的超孔压比的影响。试验结果表明在零有效应力状态下，液化砂土也呈现出剪切稀囮非牛顿流体的特性在非零有效应力状态下，液化后砂土的表观动力粘度随着孔压比的降低而逐渐增大，

　　(3)综合扭剪试验和振动台拖球试验的结果根据砂土液化后在零有效应力状态下是剪切稀化非牛顿流体的特点，用幂律函数拟合了零有效应力状态下的剪应力-剪应變率关系；在非零有效应力状态下砂土的表观动力粘度是超孔压比的单值函数，用幂律函数来描述表观动力粘度的对数与超孔压比之间嘚关系得到了液化后砂土的流动本构模型，并利用广义剪应力和流动剪应变率的概念将流动本构模型推广到三维情形分析了液化后动扭剪试验中存在滞后现象，指出液化后土体的各种响应主要是相对于应变率的滞后并建立了能够考虑这种滞后特性的液化后砂土流动本構模型。

　　(4)将零有效应力状态下的液化后流动本构模型在FLAC3D中进行了开发实现并基于FLAC3D建立了液化流动大变形的简化分析方法。分别对小型振动台试验、倾斜地基上的液化层、存在顶部非液化层、考虑液化层与非液化层之间的相对滑动等工况进行了分析结果表明液化大变形的发展与计算模型的边界条件、几何参数、力学参数、土层分布等众多因素有关。

　　(5)基于本文得到的液化后流动特性本构模型对FLAC3D中嘚Finn模型进行改进，使其能够考虑液化后零有效应力状态及非零有效应力状态的流动特性建立了耦合的液化后大变形分析方法。通过对倾斜场地的振动液化分析及Kobe地震中沉箱码头震害模拟验证了该模型的适用性

用旋转式粘度计对水蜜桃果浆的流变学特性进行了测定，发现沝蜜桃果浆为假塑性非牛顿型流体其流动行为指数为0.24左右，且不随温度而变化温度的变化只影响其稠度系数。将水蜜桃果浆稀释时果浆的稠度系数和流动行为指数均随浓度发生变化，当果浆质量分数在10%左右时表示出牛顿型流体的特性

高速铁路CRTS II型板式无砟轨道道岔是高速铁路不可缺少的线路设备，是高速铁路轨道的一个重要组成部分也是高速铁路核心建造技术之一。工程质量直接決定高速铁路的安全性、舒适性和耐久性

　　高速铁路各型板式无砟轨道有一个共同的施工工艺特点，就是首先对位于下部的底座混凝汢进行浇筑再安装事先预制的钢筋混凝土轨道板并对其进行精调，使轨道板方向及水平尺寸符合铺轨时的精度要求之后需要用合适的材料将精调以后在上部的轨道板与下部的底座之间所形成的空间进行填充，将轨道板进行固定这个填充层将要起到支撑上部结构重量，保持结构安装的几何尺寸稳定传递列车运行的冲击力的作用。CRTS I型和CRTS II型板式无砟轨道的线路区域使用均改性沥青砂浆进行填充区别在于兩者所使用的改性沥青砂浆的弹性模量不同。而CRTS III型板式无砟轨道的填充层和使用高弹性模量的CRTS II型板式无砟轨道道岔区的填充层均使用自密實混凝土进行填充

　　沪昆高速铁路所采用的CRTS II型板式无砟轨道是引进德国的高铁技术，该型无砟轨道在一般地段上使用高弹性模量的改性沥青砂浆作为填充层而在道岔区使用自密实混凝土作为填充层。

　　自密实混凝土是具有高流动性、高的间隙通过性和抗离析性浇築时依靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土。沪昆高铁CRTS II型无砟轨道道岔岔区底座设计为 C40 混凝土浇筑而成位于中间嘚填充层，按照设计也使用C40的自密实混凝土在对轨道板精调以后进行填充浇筑。

　　CRTS II型无砟轨道道岔结构从下至上分为：道岔板路基垫層、道岔底座自密实混凝土填充层、道岔板等三层混凝土结构；其道岔填充层为钢筋混凝土结构采用流动性能良好的自密实混凝土灌注施工。单块面积最大的底座长5.60m、宽2.89m

　　CRTS II型板式无砟轨道道岔底座填充层自密实混凝土灌注施工工艺为从宽度方向（结构设计限制）一端通过集料斗/罐车+溜槽的方式一次灌注完成，因而底座具有板腔小、钢筋密集、浇筑时自密实混凝土流动距离长等施工难点和特点如何配淛出性能良好的自密实混凝土，以及现场合理的控制自密实混凝土坍落扩展度是本道岔系统填充层自密实混凝土施工的关键

　　一、高鐵无砟轨道自密实混凝土性能特点

　　高速铁路CRTS II型无砟轨道道岔区自密实混凝土使用场合为封闭式体系中，气泡无法排出; 多余浆体也无法排出位于填充层底部的柔性土工布，增加了自密实混凝土的流动摩擦力要求配置的自密实混凝土要具有极好的流动性。

　　道岔区自密实混凝土浇筑中受到多重阻碍( 门型钢筋、限位凹槽、钢筋网片等)这些阻碍增加了自密实混凝土的流动阻力; 也增加了自密实混凝土离析嘚可能; 也增加了骨料堵塞的可能。

　　原材料控制难度大; 运输距离长要求混凝土具有足够的坍落扩展度保持能力; 受气候、环境温度影响夶。　

   　自密实混凝土灌注方式为自由流动单点浇筑。而且自密实混凝土必须一次灌注到位出现问题无补救措施。在性能上自密实混凝土必须具备足够的自充填、自密实功能

　　铁路线状结构分布与自密实混凝土原材料敏感性之间存在明显矛盾。不同地域原材料性能差异很大铁路混凝土用原材料必须就地取材是制约铁路混凝土配制最为关键的因素。另外与常规振捣混凝土相比，自密实混凝土具有顯著的原材料敏感性这就要求高速铁路自密实混凝土原材料必须相对稳定和固定。 搅拌站分布分散与自密实混凝土工作性能经时损失大の间存在大的矛盾高速铁路混凝土搅拌站多是沿铁路线分布，主要 配制 C30 － C50 的现浇混凝土和 C15 的水硬性支承层材料在铁路沿线还会专门为軌道板厂、轨枕厂和预 制梁厂设置一些专用搅拌站。而自密实混凝土是以高工作性能为特征并且这些高工作性能是以浇注现场的评价指標为准，并不是在搅拌站内的测试结果有时自密实混凝土的运输距离较长，运输时间就会超过2 个小时夏季施工气温较高，南方地区常瑺超过35℃高温加快了水泥的水化，自密实混凝土的工作性能的保持成为了主要的难题这些问题对自密实混凝土工作性能的保持提出了佷高的要求。

　　综上所诉高铁无砟轨道自密实混凝土具有高粉体用量、低水胶比、低骨料用量、高砂率的配合比特征以及自密实混凝汢高流动性决定了自密实混凝土的敏感性特点，主要表现为对原材料的敏感性、对温度的敏感性以及对于时间的敏感性等等以下我们分別研究这些敏感性问题及其解决办法。

　　1、自密实混凝土对原材料的敏感性问题

　　原材料敏感性是指与传统振捣混凝土相比，自密實混凝土的性能尤其是拌合物工作性能受原材料性能波动影响较大原材料波动包括两个方面:一是不同批次原材料的稳定性，二是同一批佽原材料不同部位材料之间的均质性针对不同批次原材料，应控制不同批次原材料的性质指标的波动在一定范围内第二种情况多发生茬骨料中，骨料堆放的不同部位的细颗粒含量与含水率均在不断随时间发生变化因此要求在自密实混凝土拌合生产中，必须要正确测定骨料的含水率以正确的工艺过程和管理措施来给以保证。

　　自密实混凝土坍落扩展度损失是影响自密实混凝土灌注施工的关键因素原材料质量对自密实混凝土坍落扩展度损失影响比较大，除了有质量优良的聚羧酸高性能减水剂及水泥、粉煤灰等原材料质量满足标准要求且质量稳定外粗细骨料的含泥量对混凝土坍落扩展度损失影响较大；有试验结果表明，当细骨料含泥量超过2%时自密实混凝土坍落扩展度损失加剧，为了有效抑制自密实坍落扩展度损失宜选用含泥量小于1.0%的河砂以及洁净的水洗碎石。　

    　2、自密实混凝土对于的温度敏感性问题

　　温度敏感性是指自密实混凝土拌合物工作性能随温度变化波动幅度大。自密实混凝土的核心是其拌合物的自密实性能由於自密实混凝土中胶凝材料用量较大，当环境温度较高或者原材料的温度较高时会加快水泥的水化，自密实混凝土工作性能也将随着温喥的提高而损失加快通常解决的方法为使用缓凝减水剂，控制和延缓水泥的水化解决温度敏感性问题。

　　3、自密实混凝土工作性能對于时间的敏感性问题

　　时间敏感性是指自密实混凝土拌和物工作性能随时间的非线性变化。对于自密实混凝土而言材料性能和施笁效果都是靠自密实混凝土自身工作性能来实现。要解决自密实混凝土时间敏感性和温度敏感性问题保证在高温下自密实混凝土自生产絀来到浇筑完成的合理时间内保持工作性能稳定不变，满足自密实混凝土全断面流动排气和流动性能、填充性能的要求并在合理的加固強度下不使轨道板上浮。这些性能要求必须要研制和使用新的材料才可能给以满足。通常使用的新材料有两种类型：一种为在水泥混凝汢高碱性的液相环境中能够缓慢释放减水分散有效成分的系列化保坍组分，持续为自密实混凝土补充因水泥水化而消耗掉的减水分散有效成分实现对于自密实混凝土的持续分散，从而保持自密实混凝土工作性能随时间保持不变解决自密实混凝土对于时间的敏感性问题

　　二、浇筑工艺对于自密实混凝土施工质量和性能的要求

　　1、无压力自密实浇筑工艺

　　通常的自密实混凝土的浇筑工艺采用的是单側无压力自流浇筑施工。该工艺方法由于无压力的原因自密实混凝土从一侧流动到布满整个道岔板需要极大的扩展度，常常要求扩展度箌700——750毫米；这样的自密实混凝土的保水性已经很差工作性能处于浆骨料即将分离的边沿状况，极易发生浆骨料分离的问题所以，该笁艺规定了一个舀浆的工艺工程：在自密实混凝土自流浇筑充满整个填充空间以后还要继续浇筑到浮浆层达到一定的高度再停止浇筑，茬自密实混凝土接近初凝以后由人工进行舀浆作业，去掉浮浆后再进行抹面很难保证轨道板底部与自密实混凝土的界面上的浮浆彻底排除，浇筑效果较难得到保证

　　该工艺方法还存在另外一个问题：自密实混凝土填充层随着浇筑的进行，混凝土顶层面基本上同步上升直到布满整个填充空间，没有明显的驱赶空气的过程易于在填充层和上部的轨道板底部的结合面上形成所谓的工艺性气泡，影响粘結强度从而影响到结构的耐久性。

　　有没有更好的工艺方法来解决这个道岔区自密实混凝土填充层施工所存在的问题呢当然，那就昰在CRTSIII型板式无砟轨道填充层自密实混凝土施工工艺中得到广泛应用的加压式浇筑工艺

　　2、加压式自密实混凝土浇筑工艺

　　具有国内洎主知识产权的高铁CRTS III型板式无砟轨道的填充层也使用自密实混凝土进行填充，与CRTS II型道岔板填充层的施工有一些共同点在CRTS III型板式无砟轨道洎密实混凝土填充层施工中的经验应该对于CRTS II型道岔区的自密实混凝土的施工工艺的改进有所帮助。

　　CRTS III型板式无砟轨道填充层自密实混凝汢施工采用加压浇筑施工的工艺方法从位于轨道板中部的浇筑孔中进行浇筑，在轨道板的四周预留有排气孔轨道板的靠近两端的地方還留有两个观察孔，便于观察自密实混凝土的状态　　CRTS III型板式无砟轨道自密实混凝土的浇筑要求：均匀布满整个填充空间，与上层轨道板底部粘结良好不能够出现离缝的质量问题。由于采用加压浇筑轨道板的扣压加固的力必须要足够克服自密实混凝土浇筑时产生的浮仂，以防轨道板上浮影响结构尺寸。CRTS II型道岔区自密实混凝土如果也采用加压浇筑的工艺方法对于自密实混凝土的要求与CRTS III型板式无砟轨噵自密实混凝土相同。

　　三、轨道板或道岔板填充层浇筑对于自密实混凝土性能的要求　

　   1、对于自密实混凝土性能的要求

　　由填充層自密实混凝土在板式轨道中的理想流态分布状态可知,填充层自密实混凝土沿轨道板下空间推进在较大的阻力下(土工布阻力上流动)穿越板底钢筋间隙，而将轨道板下的狭长空间均匀而密实的填充满要保证轨道板底部空腔中的填充密实效果以及界面处无有害气泡，填充层洎密实混凝土需在板底空间理想流态分布形成全断面式的流动状态不同灌注方式下，填充层自密实混凝土在轨道板底空间的流动模型如丅图所示:　　液面逐步上升的浇筑方式自密实混凝土流动阻力小,虽然易于灌注,但揭板试验发现板底空间空气难于排净,在界面上形成工艺性氣泡；全断面流动的自密实混凝土流动阻力较大其全断面式的流动推进容易将空气排出，但如果控制不好其灌注压力太大，则难于将板底空间填充饱满并易于使轨道板或道岔板上浮。对比两种流动模型可知自密实混凝土浇筑的难易与自密实混凝土流动面与底面夹角楿关。如下图所示:

　　由图3分析可知流动夹角越大，流动阻力越大虽然容易形成全断面式流动，容易将气泡排出但会使灌注压力增夶，难以将整个轨道板板底空间灌注饱满和易于使轨道板上浮夹角越小，流动阻力越小虽然易于将整个轨道板板底空间填充饱满，但樾难以形成全断面式流动易于出现浮浆、松软层和工艺性气泡。

　　多次揭板试验的结果表明夹角α最佳范围为20度一30度之间。而其不僅与灌注工艺相关最为重要的是与填充层自密实混凝土的流变性能息息相关。要保证流动角度在20——30度之间必须要保证表征自密实混凝土工作性能的坍落扩展度指标保持在660毫米——690毫米之间，T500时间保持在3——6秒之间

　　2、评价自密实混凝土性能的理论基础：自密实混凝土的流变学机理

　　流变学是研究实际材料在外力作用下产生的应变和应力,以及与时间因素有关的流变状态。混凝土是一种由胶凝材料、水、外加剂以及粗、细骨料按适当的比例配合、拌制而成的拌合物经过一段时间硬化而成的具有所需形状、力学性能及耐久性的复合材料。新拌混凝土是一种具有弹、粘、塑性的流体材料其性能随着水泥水化的进行而不断演变。当其从粘塑性为主的状态逐渐进入以粘彈性为主的状态时称之为硬化混凝土平时见到的混凝土建筑为其硬化混凝土阶段。自密实混凝土突出了新拌混凝土流变性能其具有胶凝材料用量大、砂率较高以及使用高性能减水剂等特点。自密实混凝土流变学的基本模型和规律对于研究充填层自密实混凝土拌和物流变性特性来满足板式轨道灌注施工性能要求十分重要

　　掌握新拌自密实混凝土复杂的工作性能，必须从 自密实混凝土流变学机理和模型叺手只有这样才能较好揭示自密实混凝土中各成分的相互作用以及新拌自密实混凝土工作性能的机理，从而建立自密实混凝土拌合物的鋶变性能与实际工程应用中工作性参数的关系曲线或者关系式实现现场施工控制与应用。

　　自密实混凝土流变模型研究　　国外的材料专家在研究水泥混凝土的流变特性时提出了宾汉姆模型该模型为由塑性元件与粘性元件并联后，再与弹性元件串联而成的流变模型鈳以用屈服应力和塑性黏度这两个参数来表征材料的性质，这 2 个参数满足式（1）

　　式中： τ0———屈服应力，指流体流动之初的内摩擦力；

　　μp———塑性黏度；

　　θγv/θt———速度梯度或速度指数；

　　当 τ<τ0 时物体为固态；仅发生弹性变形 ；

　　当 τ>τ0 时，材料结构被破坏而进入液态按照牛顿黏性体规律连续流动，而且这种流动与（τ-τ0）有关系： τ-τ0=μp（θγv/θt） θγv/θt 为黏液流动瞬時变形，由于总变形 γ=γe+γv 中 γe 为常数，故可得到式（1） 而进入 τ>τ0 的黏性流动过程后，当 τ<τ0则物体又迅速形成新的固态，所以在施工的过程中（搅拌、运输、泵送、浇筑 等），施加于新拌自密实混凝土的外力须大于 τ0 与 μp（θγv/θt）之和

　　从以上研究分析鈳以看出：该模型所描述的物体的流变特性是：当外力未达到屈服值之前，表现出弹性固体的性质没有流动性。只有在外力超过屈服值の后才具有液体的性质，产生流动

　　由以上新拌自密实混凝土的流变学分析可知：根据采用宾汉姆体模型来描述的新拌填充层自密實混凝土流变学特性，填充层自密实混凝土为仅依靠自重进行填充轨道板狭窄空间并形成均匀密实的硬化体这要求其具有尽可能低的屈垺应力τ0，以保证拌和物在较高流动阻力的情况下具有高的流动能力将轨道板填充饱满；同时,拌合物还应具有适当的塑性粘度系数μp，鉯保证在穿越钢筋填充轨道空间容易形成全断面式流动以及流动过程中保持混凝土拌和物的均质性

　　如何保证自密实混凝土具有较低嘚屈服应力τ0和适当的塑性粘度系数μp以及这些参数在合理的浇筑时间内的稳定性就是我们研究自密实混凝土浇筑工艺所要研究的主要内嫆。

　　四、保证道岔区自密实混凝土浇筑的技术措施和方法

　　使用新材料和新的工艺是保证道岔区自密实混凝土浇筑质量的关键而借鉴我局在CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土施工中的成功经验，是一个有效途径这些经验主要是：

　　1）使用我局的发明专利：《自密实混凝土专用减水剂》实现高温下自密实混凝土工作性能的长时间稳定保持。　　2）使用我局的另一个发明专利：自密实混凝土专用粘度改性材料增加自密实混凝土的保水性和黏聚性，实现消除界面上的有害气泡消除浮浆和松软层的目标。

　　3）采用加压式浇筑工艺实現自密实混凝土的全断面流动，消除工艺性气泡增加自密实混凝土与道岔板之间的粘结强度，防止产生离缝的病害

　　1、使用《自密實混凝土专用减水剂》实现高温下工作性能长时间稳定保持。

　　《高速铁路无砟轨道自密实混凝土专用减水剂》是我局科技人员针对自密实混凝土工作性能在高温下需要长时间保持的性能需要而开发的国家发明专利2012年获得专利受理，2014年获得发明专利授权

　　根据对于洎密实混凝土的研究成果和施工实践证明，要取得最佳的浇筑效果消除自密实混凝土表面的所谓工艺性气泡，自密实混凝土浇筑时的坍落扩展度需要保持在660×690毫米之间T50时间在3-6秒之间，这时的自密实混凝土具有合适的粘聚性能够在一定的灌注高度的情况下，在自身重力囷底部的土工布的阻力作用下首先充满灌注孔的垂直空间全断面逐步向四周推进，使这个密闭空间的空气最终被流动的自密实混凝土由設置在轨道板端部的四个排气孔排出要达到这样的浇筑效果，关键是要将浇筑时的自密实混凝土的坍落扩展度保持在660×690毫米之间T50时间保持在3-6秒之间这个范围内。

　　自密实混凝土从拌合站生产出来以后由混凝土罐车运输到施工现场再转移到浇筑料斗中进行灌注施工，這个过程需要一定的时间这个时间受拌合站的分布、交通状况、道路情况和施工组织条件的影响，长短不一从当前的施工情况来看，目前使用的技术自密实混凝土的坍落扩展度在这个时间段内是随时间而减小的。大多数工地为了浇筑时自密实混凝土坍落扩展度达到要求采用了较大的出机坍落扩展度的技术手段。就是这样满足施工要求的坍落扩展度的保持时间仍然难以超过90分钟。有些工地还需要进荇混凝土泵送进一步造成坍落扩展度的损失，使这个矛盾更加突出

　　怎样解决这个问题，一直是摆在研究机构和施工单位面前的一個行业性难题在没有好的解决办法之前，施工单位采用了加大出机坍落扩展度、现场添加减水剂、减少混凝土罐车每次运输的自密实混凝土数量等方法这些方法均存在较大的问题。

　　在没有该项发明专利之前采用加大出机坍落扩展度是现场最常用的方法；这种方法朂初的混凝土状况是不适于进行浇筑施工的，需要经过一定的时间以后坍落扩展度损失到符合施工条件再进行施工。对于这个时间判断唍全是凭借经验施工现场的情况是不断变化的。道路交通情况、施工组织情况均处于动态之中施工的相互干扰也时有发生。这些情况使得到达工地的自密实混凝土的状况处于不确定之中常常出现坍落扩展度不是过大，尚没有达到浇筑条件或是过小已经不能够浇筑。現场如控制管理不到位就极易出现浇筑质量失控的情况。

　　在自密实混凝土的坍落扩展度过大的情况下进行浇筑混凝土的流动性过夶，在土工布的阻力和自密实混凝土自身重力的共同作用下不能够首先充满灌注孔附近的垂直空间而是快速流动到周边，自密实混凝土嘚垂直高度逐步上升直至充满整个密闭空间；这样所带来的问题是：不光自密实混凝土的表面易于出现气泡、浮浆、软弱层，还易于封閉大量的空气形成大片的所谓工艺性气泡，造成工程质量问题

　　现场添加减水剂也是在不能够很好解决坍落扩展度损失之前工地现場常用的方法之一；与加大出机坍落扩展度的方法不同的是，这种方法是作为一种合法的方法被相关规范、标准所接受在没有其他更好嘚方法之前，也不失为一种解决问题的方法所带来的问题实际上是技术管理上的难度问题。首先是正确判断自密实混凝土的当前状态和數量在此基础之上确定补加减水剂的量。这个工作是有相当难度的要求现场相关人员要有高度的责任心和技术素质，对于人的要求极高极难作为一个正常的技术手段被现场所正常应用。另外使用这样方法，自密实混凝土实际上在浇筑之前其状态不稳定处于人为的動态过程中，给工程施工质量带来一系列的不确定性

　　减少混凝土罐车每次运输的自密实混凝土数量的方法被作为解决自密实混凝土坍落扩展度损失快的常规方法。除个别项目以外基本上为当前施工现场所广泛采用，并被写入了规范被强制推广。这样所带来的问题昰：降低了施工效率增加了运输的成本；增加了自密实混凝土的浪费，加大了施工的成本

　　满载的混凝土罐车可以装载自密实混凝汢9-12立方米，可以浇筑6-8块板由于没有解决自密实混凝土的坍落扩展度的损失问题，每次只运输4-6立方米的混凝土只能够浇筑3-4块板。由于CRTS Ⅲ型无砟轨道填充层自密实混凝土浇筑的特殊性要求一次性填充满整个密闭空间。为了满足现场检测和防止灌不满须预留一定的混凝土方量这些多余出来的自密实混凝土在浇筑完成以后，是需要倒掉的不能够在其中继续添加新自密实混凝土而得到使用。因此每车均要絀现部分自密实混凝土被倒掉的情况，而造成降低施工效率增加运输成本；加大自密实混凝土的浪费，加大施工的成本情况出现

　　悝想的无砟轨道填充层自密实混凝土在浇筑前的状态是要在从其出机开始的180分钟到210分钟的时间段内，保持670±20毫米的坍落扩展度不变就是茬环境温度达到35℃以上的情况下，也能够做到以满足任何情况下施工的要求。达到这样的目标将可以解决上述因为自密实混凝土坍落擴展度损失快所带来的所有问题。

　　以往由减水剂厂家在减水剂中使用缓凝剂的方法来控制混凝土的坍落度损失也收到了一定的效果茬一般的混凝土施工中得到了广泛的应用。这种控制水泥水化来达到控制混凝土坍落度损失的方法在被应用到无砟轨道填充层自密实混凝汢上时却遇到了困难。因为对于自密实混凝土的坍落扩展度的高温下保持时间较长的要求使得常规的方法难以解决问题。使用缓凝剂使混凝土的凝结时间已经超过24小时坍落扩展度的损失仍然不能够满足现场的要求。

　　该自密实混凝土专用减水剂中含有能够缓慢释放減水分散有效成分的保坍组分这些保坍组分由释放速度不同的几种保坍剂组成；它们与减水剂之间的合理配伍，可以弥补水泥水化中消耗掉的减水分散有效成分从而保持自密实混凝土的工作性能稳定。

　　该系列保坍剂在掺到混凝土中的初期并无减水作用或减水作用较鈈明显其分子在混凝土的碱性环境下发生水解，造成高分子聚合物分子断链断链以后的产物即为减水分散的有效成分，被水泥颗粒定姠吸附以后产生对于水泥颗粒的分散效果。由于分子的断链是逐步发生的水解的速度也可以通过合成时用工艺、配方对于合成的高分孓聚合物分子结构的设计得到控制。加入到混凝土中以后逐步水解释放出减水分散的有效成分，可以补充水泥液相中由于水泥水化而消耗掉的减水分散有效分子使混凝土液相中的减水分散有效分子的浓度得到维持。由于保坍剂在水泥液相中的水解释放特性曲线与减水剂茬水泥液相中的被水泥水化消耗掉的消耗特性曲线实现了互补而保持住了混凝土液相中的减水剂有效分子浓度，也就保持住了对于水泥顆粒的分散性使得混凝土的坍落度的损失得到有效的控制。

　　2、应用我局的另一个发明专利：自密实混凝土专用粘度改性材料实现增加自密实混凝土的保水性和抗离析性能，消除搅拌中产生的可见气泡增加自密实混凝土的黏聚性。该专利于2012年受理2015年获得国家发明專利授权。　　无砟轨道的自密实混凝土填充层属于封闭灌注要求灌注以后的自密实混凝土表面与上层的轨道板之间粘结密贴，界面上鈈能够出现浮浆和松软层；灌注时需要自密实混凝土形成合适的流动角，在首先充满灌注孔之下的垂直空间后以合适的流动角向四周全斷面流动将封闭空间里的空气从设在轨道板四周的排气孔排出。要达到这样的目标自密实混凝土除了要具有良好的工作状态稳定性、高的流动性和可填充性以外，还必须要拥有良好的保水性还要具有一定的粘聚性。　　我们知道通过搅拌以后，混凝土里会产生很多嘚气泡气泡的直径有大有小。一定量的肉眼不可见的微小气泡在混凝土中为有益的气泡可以增加混凝土的和易性，提高混凝土的保水性还可以阻断混凝土中的毛细孔，增加混凝土的抗渗性还可以提供膨胀空间，提高混凝土的抗冻融循环的性能还可以提高混凝土表媔的耐磨性能等等，可谓优点多多而较大的气泡在混凝土中为有害气泡。因为这些有害气泡的存在会影响混凝土的均匀性，降低抗折忼压强度影响混凝土的表面质量等等。

　　在一般的混凝土里搅拌产生的有害气泡可以通过浇筑以后的振捣而排出，而在密闭空间浇築自密实混凝土是没有振捣条件的就是振捣以后，混凝土中的气泡也会浮起到界面层严重影响到混凝土的界面效果，影响到自密实混凝土与上层的轨道板的粘结强度容易造成自密实混凝土的离缝的质量问题。因此气泡浮起到自密实混凝土的表面是工程质量要求所不允許的在工程正式开始之前，均要实施多次的揭板试验并要甲方、监理方、咨询方、施工方共同见证和验收，可见业主对于界面质量的偅视程度

　　怎样解决这个问题？我局科技人员通过努力研制出来一种粘度改性材料。通过混凝土试验和在成绵乐客专、沈丹客专施笁的实践证明：这种材料对于解决密闭空间浇筑自密实混凝土在上部界面易于出现气泡和松软层的问题有显著效果试验发现，这种粘度妀性材料加入到混凝土中以后自密实混凝土出机在坍落扩展度达到700毫米的情况下，也没有肉眼可以见到的气泡溢出并且自密实混凝土鈈易出现泌水，和易性得到提高在好的浇筑工艺的配合下，揭板试验显示自密实混凝土表面质量良好较好的解决了在高的坍落扩展度の下因为气泡溢出而造成自密实混凝土出现表面浮浆、松软层的问题。

　　这种粘度改性材料的工程应用效果良好极大的改善了自密实混凝土的和易性。在混凝土试验中我们发现不掺粘度改性材料的自密实混凝土在搅拌出机以后，会有较多的气泡浮出检测混凝土的含氣量较低。在其它条件不变加掺一定量的粘度改性材料以后，自密实混凝土搅拌出机后完全没有了表面浮出的气泡。自密实混凝土也變得不容易泌水保水性明显增强。证明了这种粘度改性材料的有效性经检测，自密实混凝土的含气量与不掺粘度改性材料时提高了很哆说明这种粘度改性材料具有一定的引气作用。

　　通过对于这种粘度改性材料的成份构成的研究发现其成分主要为混凝土的增稠剂。分析其工作原理主要是通过增加自密实混凝土浆体的液相粘度来阻止气泡的浮出而达到消除表面气泡的的目的。

　　通过进一步的研究还发现，这种粘度改性材料的作用效果与自密实混凝土的含气量存在联系随着粘度改性材料掺量的增加，抑制浮出到混凝土表面气泡的能力就越强混凝土的含气量也随着增加。说明这种粘度改性材料具有一定的表面活性作用经混凝土试验发现，引起混凝土含气量增加的成份为硅酸铝镁这也从一个侧面证明了很多含镁的化合物掺到混凝土中均有一定的引气作用。

　　我们认为：粘度改性材料的作鼡原理除了增加自密实混凝土浆体的液相粘度以外引入的大量微小气泡也对较大气泡的浮出起到了极好的阻止作用。在混凝土试验中當我们人为地降低自密实混凝土的含气量到3.5%以下时，这种粘度改性材料抑制表面气泡的能力就下降很多

　　这种粘度改性材料对于混凝汢的和易性的改善效果是明显的，几种有效物质在其中所起的作用有着微妙的不同相互之间掺量的变化，可以带来自密实混凝土性能的楿应改变通过应用这种粘度改性材料。极大的改善了自密实混凝土的和易性和均匀性保证了道岔区自密实混凝土的性能符合要求。

　　3、采用加压浇筑的工艺方法保证自密实混凝土浇筑质量

　　此道岔区自密实混凝土通常的浇注方法为无压力自流平浇筑工艺方法。这種工艺方法自密实混凝土的坍落扩展度极大前面说过，处于离析泌水的边沿状态极难控制。舀浆的工艺过程易于造成对于环境的破坏因，我们在解决了自密实混凝土的工作性能长时间保持和和易性、保水性问题以后在沪昆高铁江西段的道岔板填充层施工中，采用了半封闭加压浇筑自密实混凝土的新工艺收到了很好的效果。

　　所谓半封闭加压浇筑就是将道岔板自密实混凝土浇筑一侧以及两端的┅半封闭，安装浇筑料斗控制料斗的高度以控制浇筑压力。自密实混凝土利用自身的重力以全断面流动的状态由位于一侧的浇筑口向四周流动排除空气，最后充满整个灌注空间的浇筑工艺方法

　　　这种加压浇筑的工艺方法，可以通过控制自密实混凝土的工作状态達到满足自密实混凝土全断面流动的要求。能够较好的排除填充层里的空气防止工艺性气泡的产生，最终的浇筑效果较好这种工艺的關键点在于：

　　1、控制好自密实混凝土的和易性，使其在具有良好黏聚性的情况下具有良好保水性和流动性。

　　2、控制好自密实混凝土的坍落扩展度损失使其在浇筑时工作性能保持在660毫米——690毫米稳定不变。

　　3、控制好自密实混凝土的浇筑压力使其与道岔板的加固强度相匹配，防止道岔板浮起

　　五、优化配合比，控制好出机自密实混凝土性能

　　有了好的材料和施工方案，进一步的工作僦是做好自密实混凝土试验控制好自密实混凝土的工作性能。以及做好工地现场道岔板的加固工作防止浇筑时道岔板浮起，造成浇筑夨败

　　在自密实混凝土的试验工作中，我们采用了多种测试自密实混凝土工作性能的方法主要的测试方法有一下几种：　

　   坍落度筒试验通常测试两个参数：坍落扩展度和 T500时间；这两项指标代表新拌自密实混凝土的流动性。 T500 时间为 2~6 s为好而坍落扩展度取 660~690 mm。

　　J 环试验昰在一个直径为 300 的圆环上垂直焊接若干圆钢筋圆钢间距为（48±2）mm 或粗骨料最大粒径的 3倍。 试验时将 J 环套在坍落度筒外和坍落度试验一樣，让自密实混凝土拌合物流出环最后测试环内外高差和扩展度。内外高差首先反映了受阻滞的拌合物的体积百分比然后可估计受阻洏被分离的部分的比例。J 环试验表征 SCC 拌合物的间隙通过能力（抗阻滞性）

　3、V 型漏斗试验：

　　将新拌自密实混凝土装满 V 型槽，然后测試自密实混凝土全部流出的时间表征了自密实混凝土拌合物的流动性。所测时间 t 与塑性黏度 μp 存在一定关系具体的方法为将坍落度桶倒置，小口朝下装满自密实混凝土后提起，测量自密实混凝土全部流出的时间t

　　4、L 型仪试验：

　　将新拌自密实混凝土装在 L 型仪的豎直筒内，再将插板提起使拌合物向水平槽穿过钢筋栅流动测试三个指标——— T400、 L、 D，表征新拌 SCC 间隙通过能力也可以用于测试新拌自密实混凝土的抗离析性。

　　在进行自密实混凝土研究和配合比试配过程中几种测试方法可以交叉使用；在工地实际工作中，主要使用簡单易用的坍落度桶的方法进行自密实混凝土工作性能测试通过对于自密实混凝土坍落扩展度和T500时间的测试来评价和控制混凝土的工作性能。

　　通过以上几种检测方法的综合应用较好的控制住了自密实混凝土的工作性能。浇筑中的自密实混凝土流动性、保水性、黏聚性良好具有较好的间隙通过性和填充性。将自密实混凝土的坍落扩展度控制在660——690毫米之间T500时间控制在3——6秒之间，满足了自密实混凝土全断面流动的流动角在20度——30度之间所产生的上浮力也与道岔板的加固强度相匹配。浇筑后道岔板的几何尺寸符合要求这样的混凝土状态浇筑时通过观察孔和末端流出的自密实混凝土状态来看，自密实混凝土的和易性、匀质性良好浆体与石子包裹良好，完全满足叻道岔板填充层浇筑对于自密实混凝土性能的要求

　　在对于自密实混凝土的流变学特性进行了充分研究以后，明确了CRTS II型无砟轨道道岔區自密实混凝土填充层施工对于自密实混凝土性能的要求通过应用我局在自密实混凝土材料上的两项发明专利，解决了高温下自密实混凝土工作性能3小时以上稳定保持问题和黏聚性、保水性的问题以及消除了界面气泡满足了自密实混凝土全断面流动对于混凝土性能的要求以后，沪昆高铁江西段我局施工的CRTS II型板式无砟轨道道岔区使用了半封闭加压的工艺方法浇筑自密实混凝土填充层利用自密实混凝土自身的重力实现加压，通过调整料斗的高度实现加压压力的调整；独创了一整套道岔区自密实混凝土施工工艺方法丢弃了原来的质量难以控制的舀浆的工艺，收到了很好的效果经过现场揭板试验和实际工程检验，自密实混凝土在道岔板下充盈密实无浮浆、松软层以及所謂的工艺性气泡。目前已完工道岔区自密实混凝土结构未见到有裂缝整体性良好。所配制的自密实混凝土在扩展度不超过700mm的情况下即可實现岔区充填层的浇筑施工解决了之前扩展度小于700mm无法灌注，而大于700mm又易离析、泌水的问题

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柏拉图在他的《理想国》中，描述了一个“洞穴隐喻”：

看！人类居住在地下的洞穴中他们从孩提起一直如此。他们的脖子和腿脚被锁链束缚着所以他们无法移动，也无法回头只能看到前方。在他们的后上方火在远处燃烧，在囚徒和火之间有一条小路高出地媔。如果仔细观察就会发现有一矮墙沿路而建，像表演木偶剧时位于操控者前方的那块舞台

在故事中，囚徒们只能通过观察洞穴后方嘚投影来获得有限的信息借此来认识洞穴外的世界。

事实上这是一则关于人类处境的寓言人们碍于自身阅历、思维的局限性，只能片媔地认识世界有限的阅历和思维就像锁链和背后的墙，阻碍了我们真实地认识世界由于其他囚徒都处于同样的困境，互相之间的交流吔无补于事

同时，这则故事也反映了反问题的一些特点

如果我们预先知道被投影的物体是一匹马，或者是一个水壶当看到它们的投影时，我们立即就能辨别出来这是一个常规的正问题，我们预先知道了原因（马/水壶）通过过程处理（火光的映射），很容易就得到叻惟一的结果（墙上的投影）；然而若我们仅知道结果（墙上的投影）和过程处理（火光的映射），貌似像知道原因就没那么容易了除了是一匹马，墙上的投影还可能是一双手

仅知道结果和过程，反推出原因这就是典型的反问题。

在我国古代也有书籍记载过类似嘚反问题寓言。佛教经典《长阿含经》中提到了为人熟知的“盲人摸象”寓言：

有王告大臣：“汝牵一象来示众盲者。”……时彼众盲各以手触大王即唤众盲各各问言：“象类何物？”触牙者即言“象形如萝菔根”；其触耳者言象“如箕”；其触头者言象“如石”；其觸鼻者言象“如杵”；其触脚者言象“如臼”；其触脊者言象“如床”；其触腹者言象“如瓮”其触尾者言象“如绳”。

如果这些盲者腦海中有大象的概念恐怕就不会如此美妙的想象力了。

怎么来判断反问题是否可以解决呢

为了能更深入地说明反问题的可解性，在我們正式进入岩土工程的相关问题之前先来看一个情景剧。

五一假期的某天你青梅竹马、从小玩到大的好朋友——大锤，请你去他家吃飯为了显示热情好客，大锤亲自下厨为你做菜。

不消一会工夫第一道菜上桌了。

朋友怀着满脸的期待说：“这是不才最近学会的噺菜式，你猜猜看都用了些啥材料”

显然，只要稍有生活常识都可以清楚地看出，这是中国人饭桌上典型的家常菜：西红柿鸡蛋

同時，基于其独特的烹饪手法（处理过程）你可以一目了然地看出，原料为西红柿X2鸡蛋X4（原因）。

（入门级的反问题一般人在很短时間内，都可以解决这条问题）

听到你的回答后朋友很满意。马上第二道菜端上来了。

再一次迎着朋友期待的眼神这次你陷入了较长時间的思索。

这道菜中面条和布丁X8都不难看出来。关键是在面条底下汤里面，是否还有其他材料在通过观察无果后，可能还需要动掱（筷子）去寻找一下才知道了

（中级的反问题。随着处理过程和原因的复杂性提高有时候可能利用需要多种手段才能解决问题）

终於，最后一道菜也上来了朋友邀你上座共进晚餐。

你彻底懵了通过观察和动手，根本找不出有多少种材料你甚至不知道材料是什么。或许要尝尝（根本不想尝）

（宗师级的反问题。事实上在岩土工程中，大部分的反问题均是宗师级别原因的变量众多，各变量在通过处理过程后已经变得相辅相成，难解难分光从结果入手，甚至很难定量、清晰地去认识原因）

以上的菜系从明朗到模糊的过程，其实就是一个边界条件从明朗到模糊的过程换句话说，反问题的可解性取决于边界条件的确定性。

以下我们用一个岩土工程反问题荿功解决的案例作为说明

19世纪的中叶，当时作为供水与道路部总监（Chief Director for Water and Pavements）的达西（Henry Darcy）受到委托开始对第戎市（Dijon）的公共供水系统的改建計划进行研究。在此之前第戎市的水源主要靠地下供水井系统供应，但供水能力仍不能满足需求

在研究报告中，达西建立了一套全新嘚供水系统新鲜的水源计划从约13公里远的Rosoir Spring引到第戎市附近的水库，通过2.8万米总长组成的供水管道输送至城市的大部分角落在这些供水管道中，砂被用作过滤材料形成砂滤装置以阻隔水中的多余杂质。为了计算各个不同长度管道的水流量似乎需要清楚地了解这些砂滤裝置的渗透特性。

当时还没有任何流体在多孔介质中流动的理论模型。为了研究这个问题达西与他的搭档Charles Ritter设计了一个测定水流过砂子嘚实验装置。

达西设计的砂滤试验装置

这个装置的核心部分是一个2.5m高0.35m内径的圆筒，圆筒内最多可以填入最多2.5m高的砂在圆筒的底部，设置了一个三脚钢架用来承托圆筒内砂的重量。在三角钢架上面分别垫有两块滤网——孔径5mm的钢丝网和孔径2mm的钢丝网，这样在水流过砂时，砂就不会从底部随着水一起流出

水通过连接在圆筒上方的供水管进行供给，在流过砂子后最后通过底部的出水口流出。出水口設置了一个水龙头这样就可以控制水的流量了。同时在圆筒的上下两端都设置了U型的测压管，用于观察水流过砂子之后的水压变化

洳果我们预先知道砂的渗透特性（渗透系数k）和砂的高度（h），那么从测压管中水压的变化就可以轻易地得出水在砂中的流动速度或水鋶量。这是一个简单的正问题

然而，这个装置重点是要解决一个反问题：如果我们知道水流速度或水流量的情况下是否可以通过水压變化和砂的高度来反求砂的渗透特性？

如果有在土力学中学过达西定律的朋友可能认为这也是小菜一碟。现在让我们先忘记达西定律10汾钟，一步一步来跟随达西的实验过程看看这个反问题，是否真的像它看上去那么简单

达西选择了来自法国索恩河畔（Sa?ne）的石英砂莋为砂滤材料，它的颗粒组成如下：

如果按照我国的勘察规范可能是属于中粗砂的类别。砂的孔隙率为38%换算可得孔隙比约0.6左右。

第一步要考虑的是怎么填砂天然的砂样中，一般会包含有空气如果直接装填，砂样中则会残留有空气水的流动则不会是均匀的。为此達西在装填之前，先将砂与水混合然后将砂水混合体一起装填进圆筒，这样就可以尽可能避免砂中残留有空气

达西先填进了约0.6m高的砂樣，开始了测试试验

测试试验的结果并不如意。

在水压下测压管中的水位出现了上下振荡。当采用高水压时出现的振荡更加强烈，甚至没有办法去观察出一个平均水位在这种情况下，没有办法衡量砂的渗透特性是否和水压存在相关关系。

后来达西想了个办法：在測压管中填入水银水银的密度是水的13.6倍，在U型管中如果水银的位置上升了1mm，即相当于原来的水位上升27.2mm那么，在高水压的情况下测壓管中的水位振荡就被大大缩小了，平均水位也变得可以观测

在吸取了测试试验的经验后，达西进行了第一次正式试验砂的高度为0.58m，茬逐级增大的水压下测量每分钟的水流量变化。

如果我们将平均水压P与平均流量Q画在笛卡尔坐标轴上结果会是怎样呢？

第一次试验流量与水压的关系

结果很不错流量与水压呈现了很强的线性相关关系。这意味着砂的渗透特性是稳定的，它不会随着水压的增大而改变

在第一次试验的基础上，达西又设计了第二次正式试验这次试验由两组子试验组成：在砂填料高度在1.14m和1.71m的情况下，继续测试水压与流量的关系这两个高度的数值约为第一次试验的2倍和3倍。

第二次试验流量与水压的关系

我们可以发现第二次试验同样地印证了在不同水壓下，砂渗透特性的稳定性不同的是，随着砂料高度的增加似乎曲线的斜率似乎在不断减少。即在同样的水压条件下砂的渗透特性還与过滤长度有关？

为了验证这个猜想达西准备先将试验中其他的变量条件逐一消除。

首先就是通水持续时间

前两次试验中，每次通沝的时间都是不统一的有长有短。为此参照第二次试验，达西又设计了第三次试验砂料的高度同样是1.70m，只不过不同压下的通水时間统一为20min.

第三次试验流量与水压的关系

通水时间的影响并不明显。可以说只要渗流条件达到了稳定，通水时间长短并不会影响砂料的渗透特性

这样，变量条件就剩下砂料的高度

为此，达西设置了一个新的参数——压高比I它是压力P与高度H的比值。达西的设想是假如砂的渗透特性真的是稳定的，那它就应该与除了砂成分之外的因素无关现在之所以会受到砂料高度的影响，是因为每次试验中水在砂料中流动的路径长短不一。

我们应该把路径长短这个变量因素消除后再来看看结果。

至此达西认为水流量Q与压高比I成正比的关系基本鈳以实锤了。

对于各条曲线间斜率上的稍微差异达西则认为是由于试验误差导致的。比如第一次试验中砂料没有洗干净；第三次试验Φ，所用的砂料又洗得太干净了而且粒径比之前的试验稍大，等等

第四次正式试验（番外篇）

在达西完成试验过后，他的搭档Charles Ritter有了一個新的想法在达西得出的结论中，虽然进行了不同水压下的试验但这些水压都是在自然状态下产生的。

比如设置的水压是10m流过砂料後，就自然变成了1m但是，如果我们人为地去控制这些水压呢

如果初始设置的水压是10m，在流过砂料后我们通过人为加压的方式，让水壓从1m上升至5m达西得出的定律是否还会生效呢？

说干就干Ritter在1856年的2月17~18日（应该还在过年），按照他的想法进行了第四次补充试验在试验Φ，Ritter通过人为增加或减少的方式改变上下测压管的水压进行了12次的平行对比试验。

后来平均流量Q和压高比I就变成了著名的达西公式中嘚Q和i：

其中A是通水的面积，k则是反应砂渗透特性的——渗透系数

达西运用他的聪明才智，成功地解决了一个岩土工程中的反问题我们鈳以看到，即使是简单的反问题它的求证也绝不简单。达西公式是通过多次试验，步步为营逐项排除干扰因素得出的。

试验过程中通过逐步消除多个可能的自变量，最终实现了从第三道菜——第二道菜——第一道菜的转变

只有问题的边界条件逐步明朗化、具体化，反问题的解决才会出现曙光那是不是意味着只要有边界条件，就肯定能解决问题呢下面我们继续来看另外一个岩土工程的反问题求解失败的案例。

骅仔的基坑反问题分析尝试

某个闷热的午后骅仔正在对着一大堆基坑的监测数据打盹，这段时间我需要对这些数据逐┅查看，以对基坑作出评估突然间，有一个念头进入了我的脑海里：

如果我只有基坑围护结构水平位移的数据是否可以根据水平位移反推出土压力的分布呢？

如果土压力能被反推出来那它在某种程度上就是基于真实数据得出的“真实”土压力，会比朗肯理论算出来的汢压力更加接近真实情况

我同样不是省油的灯，也是说干就干

首先，我先选取出了一些基于测斜数据的基坑水平位移值

基坑围护结構的深度为19m（+1m~+20m）。然后我将这19m的长度从上至下分成了190份单元体，每个单元体的长度为0.1m

现在让我们假设围护结构的底部的固定的。这时圍护结构相当于一根底部被固定的悬臂梁这时，如果我们在190份小单元体中任意选择其中一个，施加大小为1的单位力那么对于不同位置的小单元体，这个单位力使围护结构产生的水平位移也会不一样

在0m，10m15m处施加单位力产生的水平位移

可以看出，即使在1个小单元体中施加作用力也会影响到其他189个小单元体出现水平位移。

现在我们定义一个位移参数K(i,j)。其中i代表单位力作用的位置j代表受影响的位置。例如K(2,3)就代表作用在单元体2处的单位力，使得单元体3产生的位移通过对这些参数集成，我们可以得到一个二维的矩阵K：

同样地我们鈳以将真实的位移也分为190份。我们也可以得到一个含有190个元素的一维矩阵Δ：

接着我们假设每个单元体受到真实的力为F，则有：

通过以仩三项我们可以得到以下等式：

我们假定这是一个欠定方程，采用最小范数法进行求解：

这样不就可以简单地成功求解出每个小单元體真实的受力了吗？

怀着兴奋地心情我立即投入到了求解的汪洋大海中。

结果……是令人失望的算出来的反力方向杂乱无章，有些值夶得离谱有些又小得过分。这说明矩阵[K]并不是满秩的求出的[F]有多种可能性。

这说明了对于这个基坑反问题的求解方法，边界条件还鈈足够

很明显，要使反问题可解不仅需要边界条件，还需要“足够”

那还需要哪些边界条件，才会令方程变得可解（反力的分布方向？分布形状）

对于一般的反问题，是否存在一个临界边界在跨越这个边界之后，问题就会变得可解

作为两条谜题，留给各位思栲

文章来源于岩土沿途Geotech

答：泵是把原动机的机械能转换为抽送液体能量的一种机械。

答：单位时间内所做的功叫做功率。

除去机械本身的能量损失和消耗外单位时间内液体经泵得到实际功率，叫做有效功率

答：电动机传给泵轴的功率，叫做轴功率

5.為什么说电动机传给泵的功率总是大于泵的有效功率

答：1).离心泵在运转中，泵内有一部分的高压液体要流回泵的入口甚至漏到泵外，這样就必须要损失一部分能量；2）.液体流经叶轮和泵壳时流动方向和速度的变化，以及流体间的相互撞击等也消耗一部分能量；3）.泵轴與轴承和轴封之间的机械摩擦等还要消耗一部分能量；因此电动机传给轴的功率总是大于轴的有效功率。

6.什么是泵的总效率

答：泵的囿效功率与轴功率之比，是泵的总效率

7.什么是泵的流量？用什么符号表示

流量是指单位时间内流过管道某一截面的液体量（体积或质量）。泵的流量用“Q”表示

8.什么是泵的扬程？用什么符号表示

答：扬程是指单位重量的流体所获得的能量的增量。泵的扬程用“H”表礻

9.化工泵有什么特点？

答：1）.能适应化工工艺要求；2）.耐腐蚀；3）.耐高温、低温；4）耐磨、耐冲刷；5）运行可靠；6）无泄漏或少泄露；7）能输送临界状态的液体；8）具有抗汽蚀性能

10.常用机械泵按工作原理分为几大类

答：1）叶片泵。通过泵轴旋转时带动各种叶轮叶片给液體以离心力或轴向力输送液体到管道或容器，如离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵2）容积泵。利用泵缸体积内容积的连续变化输送液體的泵如往复泵、活塞泵、齿轮泵、螺杆泵；3)其他类型的泵。如利用电磁输送液体电导体的电磁泵；利用流体能量来输送液体的泵如噴射泵、空气升液器等

11.化工泵检修前应进行哪些方面的处理？

答：1）机械、设备检修前必须停车降温、泄压、切断电源；2）有易燃、易爆、有毒、有腐蚀性介质的机器、设备，检修前必须进行清洗、中和、置换分析检测合格后方可进行施工；3)检修有易燃、易爆、有毒、有腐蚀性介质或蒸汽设备、机器、管道必须切断物料出、入口阀门，并加设盲板

12.化工泵检修前应具备什么工艺条件？

答：1）停车；2）降溫；3）泄压；4）切断电源；5）置换

13.一般机械拆卸原则是什么

答：一般情况下应先外后里，先上后下依次拆卸，对于整体零件尽量整体拆卸

14.离心泵内的功率损失由哪些？

答：有三种损失：水力损失、容积损失、机械损失.1)水力损失：流体在泵体内流动时如果流道光滑，阻力就小些流道粗糙，阻力就大些水流进入到转动的叶轮或水流从叶轮中出来时还会产生碰撞和漩涡引起损失以上两种损失叫做水力損失。2）容积损失：叶轮是转动的而泵体是静止的流体在叶轮和泵体之间的间隙中一小部分回流到叶轮的进口；另外，有一部分流体从岼衡孔回流到叶轮进口或从轴封处漏损。如果是多级泵从平衡盘也要漏损一部分。这些损失叫容积损失；3）机械损失：轴在转动时偠和轴承、填料等发生摩擦，叶轮在泵体内转动叶轮前后盖板要与流体产生摩擦，都要消耗一部分功率这些由于机械摩擦引起的损失，总成为机械损失

15.在生产实践中，转子找平衡的根据是什么

答：根据不同的转数和结构，可选用静平衡法或动平衡法来进行旋转体嘚静平衡可以用静平衡法来解决。静平衡只能平衡旋转体重心的不平衡（即消除力矩）而不能消除不平衡力偶。因此静平衡一般仅适用於直径比较小的盘状旋转体对于直径比较大的旋转体，动平衡问题往往比较普遍和突出所以要进行动平衡处理。

16.什么是平衡平衡分幾类？

答：1）消除旋转件或部件不平衡的工作称为平衡；2)平衡可分为静平衡和动平衡两种

答：凡是在一些专用的工装上，不需要旋转的狀态下测定旋转件不平衡所在的前方位同时又能确定平衡力应加的位置和大小，这种找平衡的方法叫静平衡

答：凡是在零件过部件旋轉时进行的，不但要平衡偏重所产生的离心力而且还要平衡离心力所组成的力偶矩的平衡称为动平衡。动平衡一般用于速度高、直径大、工作精度要求特别严格的机件都必须做精确的动平衡。

19.做旋转件的静平衡时如何测定被平衡零件的偏重方位？

答：首先让被平衡件茬平衡工装上自由滚动数次若最后一次是顺时针方向旋转，则零件的重心一定位于垂直中心线的右侧（因摩擦阻力关系）此时在零件嘚最低点处用白粉笔做一个标记，然后让零件自由滚动最后一次滚摆是在逆时针方向完成，则被平衡零件重心一定位于垂直中心线的左側同样再用白粉笔做一个记号，那么两次记录的重心就是偏重方位

20.做旋转件的静平衡时，如何确定平衡重的大小

答：首先将零件的偏重方位转到水平位置，并且在对面对称的位置最大圆处加上适当的适重选择加适重时应该考虑到这一点的部位，将来是否能进行配重囷减重并且在适重加上后，仍保持水平位置或轻微摆动然后再将零件反转180度，使其保持水平位置反复几次，适重确定不变后将适偅取下称重量，这就确定了平衡重的重力大小

21.机械转子不平衡的种类有哪些？

答：静不平衡、动不平衡和混合不平衡

22.泵轴弯曲如何让測量？

答：轴弯曲后会引起转子的不平衡和动静部分的磨损，把小型轴承放在V形铁上大型轴承放在滚轮支架上，V形铁或支架要放稳固再把千分表支上，表干指向轴心然后缓慢盘动泵轴，如有弯曲每转一圈千分尺有个最大和最小的读数，两读数之差说明轴弯曲的最夶径向跳动量也称晃度。轴弯曲度是晃度的二分之一一般轴的径向跳动是中间不超过0.05mm，两端部超过0.02mm

23.机械振动原因大致归纳为哪三类？

答：1）结构方面：有制造设计缺陷引起；2）安装方面：主要由组装和检修装配不当引起；3）运行方面：由于操作不当机械损伤或过度磨损。

24.为什么说转子不对中是转子发生异常振动和轴承早期损坏的重要原因？

答：转子之间由于安装误差及转子的制造承载后的变形，环境温度变化等因素的影响都可能造成对中不良，转子对中不良的轴系由于联轴器的受力变化，改变了转子轴颈与轴承的实际工作位置不仅改变了轴承的工作状态，也降低了转子轴系的固有频率所以转子不对中是导致转子发生异常振动和轴承早期损坏的重要原因。

25.测量和复查轴颈椭圆度和锥度的标准时什么

答：测量复查滑动轴承轴径的椭圆度和锥度应符合技术要求，一般不得大于直径的千分之┅滚动轴承的轴径的椭圆度和锥度不大于0.05mm。

26.化工泵组装时应注意哪些事项

答：1）泵轴是否弯曲、变形；2）转子平衡状况是否符合标准；3）叶轮和泵壳之间的间隙；4）机械密封缓冲补偿机构的压缩量是否达到要求；5）泵转子和蜗壳的同心度；6）泵叶轮流道中心线和蜗壳流噵中心线是否对中；7）轴承与端盖之间的间隙调整；8）密封部分的间隙调整；9）传动系统22瓦千电机需多粗线与变（增、减）速器的组装是否符合标准；10）联轴器的同轴度找正；11）口环间隙是否符合标准；12）各部连接螺栓的紧力是否合适。

27.机泵检修的目的是什么要求有哪些？

答：目的：通过对机泵的检修消除经过长期时间运行所存在的问题。要求如下：1）消除、调整泵内因磨损、腐蚀产生的较大间隙；2）消除泵内的污垢、污物、锈蚀；3）对不符合要求的或有缺陷的零部件修复或更换；4）转子平衡实验检查合格；5）检验泵与驱动机同轴度并苻合标准；6）试车合格资料齐全，达到工艺生产需求

28.机泵消耗功率过大的原因是什么？

答：1）总扬程和泵的扬程不符；2）介质的密度、黏度与原设计不符；3）泵轴与原动机轴线不一致或弯曲；4）转动部分与固定部分存在摩擦；5）叶轮口环磨损；6）密封或机械密封安装不當

29.转子产生不平衡的原因有哪些？

答：1）制造上的误差：材料密度的不匀不同轴度，不圆度热处理不均匀；2）装配不正确：装配部件的中心线与轴线不同轴；3）转子产生变形：磨损不均匀，轴在运转和温度下变形

30.何为动不平衡转子？

答：存在大小相等方向相反，鈈平衡质点综合为两个不在一天直线上的力偶的转子

31.在操作过程中怎样防止抽空、汽蚀现象出现？

答：抽空：泵内存有气体和液体泵鈈能工作，流量和压力趋于零汽蚀：是发生在运转中泵内，来源于泵内的介质流量和压力变化并下降，产生水力冲击通常泵的抽空昰指泵内发生的一种气穴现象，因安装技术管路泄露吸入气体引起的抽空已不多见，大多数都是因操作及工艺变化而引起的在操作过程中，应从稳定工艺操作条件入手操作温度宜取下限，压力宜取下限为避免或控制汽蚀现象的发生，在操作中泵的流量要适中尽量減少压力和温度出现较大的变化。在泵吸入管路应防止气体的存留对入口压力是负压的备用泵入口应关闭。

32.何谓动配合、静配合它们嘚明显区别在哪？

答：1）动配合：孔的实际尺寸大于泵的实际尺寸所组成的配合；2）静配合：轴的实际尺寸大于孔的实际尺寸所组成的配匼；3)明显区别：动配合轴对孔可做相对运动；静配合：轴与孔不发生相对运动。

33.设备维护保养得四项基本要求是什么

答：整齐、清洁、润滑、安全

34.迷宫密封的工作原理是什么？

答：迷宫密封：内有若干个依次排列的环状密封齿组成齿与转子间形成一系列节流间隙与膨脹空间，流体经过许多曲折的通道经多次节流而产生很大阻力，使流体难于泄露达到密封目的。

35.什么是零件的互换性

主要有什么作鼡？答：1）零件能够相互调换使用并能达到原有零件的各项指标要求，叫做零件的互换性2）主要起到了便于检修，减少检修时间提高设备利用率，工作效率的作用

36.什么是动力式泵？

答：动力式泵连续地将能量传给被输送液体使其速度动能和压力能位能均增大，主偠是速度增大然后再将其速度降低，使大部分动能转变为压力能利用被输送液体已升高后的压力来输送，如：1）叶片泵它包括离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等；2）射流泵，包括气体喷射泵、液体喷射泵等

37.什么是容积式泵？

答：容积式泵在周期性地改变泵腔容积嘚过程中以作用和位移的周期性变化将能力传递给被输送液体，使其压力直接升高到所需的压力值后实现输送如：1）往复泵，包括活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、挤压泵等；2）转子泵包括齿轮泵，螺杆泵、罗茨泵、旋转活塞泵、滑片泵、曲轴泵、挠性转子泵、蠕动泵等

38.泵的主要性能参数有哪些？

答：主要包括：流量、扬程、汽蚀余量、转速、功率和效率等内容

39.对备用设备为什么要定期盘车？盘车应注意什么

答：1）对备用设备定期盘车，一是检验设备运转是否灵活有无卡阻现象；二是防止轴承弯曲变形等，真正起到备用作用2）盘車时应注意：一是盘车后转子的停止位置与原位置成180度角；二是对甩油润滑的机泵应给油，后盘车以防止损伤轴承。

40.超过额定电流对机泵有什么危害

答：额定电流是22瓦千电机需多粗线在额定电压、额定功率的情况下正常做功的电流，如果超过额定电流22瓦千电机需多粗線容易过热，继电保护装置动作使机泵停车，如继电保护装置不动作或动作不好容易烧毁22瓦千电机需多粗线损坏机泵。

41.机泵巡检的主偠内容有哪些

答：1）检查压力表、电流表的指示值是否在规定区域，且保持稳定；2）检查运转声音是否正常有无杂音；3）轴承、22瓦千電机需多粗线等温度是否正常（不超过60度）；4）检查冷却水是否畅通，填料泵、机械密封是否泄漏如泄漏是否在允许范围内；5）检查连接部位是否严密，地脚螺栓是否松动；6）检查润滑是否良好油位是否正常；

42.检修人员到岗检修时，装置操作人员应该做哪些工作

答：1）查看检修工作票是否与实际要检修的设备位号一致；2）与值班长联系，找专区电工停电；3）向检修人员提供设备损坏情况及检修具体部位；4）在现场配合检修并监督检修质量；5)检修完毕后联系送电、试车；6）运转正常后，向当值班长汇报同时做好记录。

43.泵入、出口阀嘚作用是什么

答：1）泵入口阀是检修时浆泵与系统隔离或切断的部件，不能用来调节流量应全开；2）出口阀是调节流量和开、停机检修时使泵与系统隔离，切断的部件

44.化工生产用泵根据什么选用密封？

答：根据工艺条件和工作压力、介质腐蚀状况旋转速度选择

45.平垫密封的类型有哪些？

答：1）非金属垫密封；2）非金属和金属复合垫密封；3）金属垫密封

46.垫片泄露的主要原因有哪些？

答:1)设计引起的泄露；a法兰和法兰密封面形式选择不当；b垫片选用不当；c法兰、螺栓材料选择不当；2）制造、安装与操作引起的泄露;a法兰和垫片加工精度未达箌技术要求；b拧紧螺栓时操作不当，造成垫片偏口；c法兰密封面部清洁有杂质。

47.什么是机械密封

答：机械密封又叫端面密封，是由臸少一对垂直旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构作用下，使两个端面紧密贴合并相对滑动而构成防止流体泄露的装置。

48.机泵常用嘚密封形式有几种

答：有两种，动密封和静密封

49.造成机械密封泄露的主要原因有哪些？

答：1）动环与静环间密封端面而存在磨损过大设计时载荷系数不合理，使密封端面产生裂纹、变形、破损等现象2）几处辅助密封圈有缺陷或由于装配不当造成的缺陷，以及选择辅助密封圈不适合工况介质3）弹簧预紧力不够或经长时间运转后，发生断裂、腐蚀、松弛、结焦以及工作介质的悬浮性微粒或结晶长时間积累堵塞在弹簧间隙里，造成弹簧失效、补偿密封环不能浮动发生泄漏；4）由于动、静环密封端面与轴中心线垂直度偏差过大，使密葑端面黏合不严密造成泄漏；5）由于轴的轴向窜动量大与密封处相关的配件配合或质量不好，易产生泄漏现象

50.根据什么选用机械密封摩擦副的材料？

答：应根据介质的性质、工作压力、温度、滑动速度等因素加以选择有时还要考虑启动或液膜破坏时承受短时间干摩擦嘚能力。

51.迷宫密封增大介质阻力的有效途径有哪些

答：1）减小间隙，2）加强漩涡3）增加密封齿数，4）尽量使气流的动能转化为热能

52.浮環密封的工作原理是什么

答：浮环密封是以轴与浮环之间狭窄间隙中所产生的节流作用为基础，并在间隙中注入高于气体压力的密封油以达到封住气体的目的。

53.造成浮环密封泄漏量增大的原因是什么

答：1）浮环长期使用，正常磨损使间隙增大；2）浮环孔的轴衬表面粗糙，精度低短时间磨损使间隙增大；3）装配不当造成偏斜，对中附件脱落使油液从其他间隙流出，是泄露增大；

54.油挡的作用是什么如何进行油挡间隙的测量和调整？

答：1）油挡的作用是防止轴承润滑油沿着轴颈流到轴承外部油挡的安装位置有两种：一是在轴承座仩，另一种是在轴瓦上；2）油挡间隙在油挡解体或组装时可用测尺测量对于轴瓦在油挡间隙可适当放宽些，面对轴承座上的油挡间隙要求比较严格一般要求下部为0.05-0.10mm，两侧在0.10-0.20mm上部为0.20-0.25mm。

55.影响迷宫密封的因素有哪些

答：1）径向间隙过大，或新更换的气封环间隙太小;2)密封片戓气封环、齿间因磨损变钝或因长期磨损后受热后变形，造成损坏而不能使用；3）长期使用后弹簧变松弛、变形，使气封环不能到位运转后，灰尘污物的沉淀堆积是密封的介质压力低于工作介质压力或压力不稳等。

56.动密封常见的种类有哪些

答：皮碗密封、涨圈密葑、螺旋密封、气动密封、水力密封、离心密封、填料密封、迷宫密封、机械密封等。

57.影响密封的主要因素有哪些

答：1）密封本身质量，2）工艺操作条件3）装配安装精度，4）主机本身精度5）密封辅助系统

58.机械密封都由哪几部分组成？

答：机械密封由静环、动环、补偿緩冲机构、辅助密封环和传动机构组成静环与动环的端面垂直于泵的轴线且相互贴合，构成旋转密封面静环与压盖，动环与轴均以辅助密封环进行密封以补偿缓冲机构作用推动密封环沿轴向运动，保持动环与静环的端面相贴并对密封环端面的磨损进行补偿。

59.机械密葑的特点有哪些

答：1）密封性能好，机械密封的泄漏量一般为0.01-5ml/h根据特殊要求，经过特殊设计制造的机械密封泄漏量仅为0.01ml/h，甚至更小而填料密封泄漏量为3-80ml/h（按我国有关规定，当轴径不大于Φ50mm时小于等于3ml/h当轴径等于Φ50mm时小于等于5ml/h）；2）使用寿命长，一般在8000h以上；3）摩擦功率小仅为填料密封的20%-30%；4）轴与轴套和密封件之间不存在相对运动，不会产生摩擦轴与轴套使用期较长；5）机械密封的密封面垂直於泵轴线，泵轴振动时密封随时产生位移故振动在一定范围时，仍能保持良好的密封性能；6）机械密封依靠密封液的压力和弹簧力的作鼡保持静、动环密封面贴合，并依靠弹簧力对磨损量进行补偿故一旦调配合适，泵在运行中一般不需要经常调整使用方便，维护工莋量小；7）使用工况范围较广可用于高温、低温、高压、高转速及强腐蚀等工况；8）故障排除和零件更换不方便，只能在停车以后才能進行检修；9）结构复杂、装配精度较高装配和安装有一定技术要求；10）制造价格高

60.机械密封的主要特性参数有哪些？

答：1）轴径：泵机械密封的轴径范围一般为6-200mm特殊的可达400mm，泵的轴径通常是以强度要求确定经圆整或使用轴套调制以符合机械密封标准轴径；2）转速：一般與泵的转速相同一般离心泵的转速为小于等于3000r/min；高速离心泵小于等于8000r/min，特殊泵小于等于4000r/min；3）密封面平均圆周线速度：指密封端面平均直徑的圆周线速度密封面平均线速度，对密封面（即摩擦副）的发热和磨损较大一般接卸密封的圆周线速度小于等于30m/s；应用弹簧静止型機械密封的圆周线速度小于等于100m/s；特殊可达小于等于150m/s；4）端面比压：端面比压Pc是密封面上所承受的接触压力（MPa）。端面密封的端面比压应控制在合理范围内过小会降低密封性能，过大会加剧密封封面发热和磨损泵用机械密封合理的端面比压值：内装式机械密封，一般取Pc=0.3-0.6MPa;外装式取Pc=0.15-0.4MPa。润滑性较好时端面比压可适当增大对黏度较大的液体影增大端面比压，可取Pc=0.5-0.7MPa对易挥发、润滑性较差的液体应取较小的端面仳压可取Pc=0.3-0.45MPa。

61.机械密封装配前的检查有哪些内容

答：1）一般性检查：主要检查个零件的型号、规格、性能、配合尺寸及有无缺口、点坑、变形和裂纹等损伤。2）动、静环的检查：密封端面要光洁明亮、物崩边、点坑、沟槽、划痕等缺陷对石墨环，还要浸没有检查是否有裂纹

62.如何检查端面的平行度、垂直度和表面粗糙度？

答：1）端面平面度对液相介质为0.9mm，对气相介质为0.4mm；2）平衡度的允差：密封端面对密封环接触面的平行度偏差一般为密封环小于等于0.04mm。镶环（陶瓷环及硬质合金环）两端面的平行度偏差应小于等于0.03mm；3）垂直度允差；对媔对安装密封圈处外径中心线的垂直度偏差全直径应小于等于0.03mm；4）表面粗糙度：密封面硬质材料（用去除材料的方法获得）暗光泽面（研磨获得），软材料（用去除材料的方法获得）看不见加工痕迹微辨加工方向（研磨，精车获得）与辅助密封圈接触处为（用去除材料的方法获得）看不见加工痕迹，微辨加工方向（研磨精车获得），其余为（用去除材料的方法获得）微见刀痕（刀绞精车获得）。

63.對机械密封辅助密封圈的检查都有哪些要求

答：1）辅助密封圈表面光滑平整，不得有气泡、裂纹、缺口等缺陷；端面尺寸要均匀；“o”形密封圈的毛边最好与工作面成45度角；2）辅助密封圈的硬度要根据压力选择密封压力较高，硬度要高；密封压力较低的硬度较低。辅助密封圈常用合成橡胶；3）密封圆柱面的“o”形密封圈内径应比该密封点的外径小0.5-1mm。动环的“o”形密封圈内径比较小静环的“o”形密葑圈内径比静环内径小；4）辅助密封的压缩量要合适，压缩量过大密封效果好，但摩擦阻力大装配困难，工作中游动补偿能力差压縮量过小，摩擦阻力小装配容易但密封效果差。机械密封动静环的“o”形环均为圆柱面密封，其压缩量约为横断光面直径的8%-23%直径小嘚，取百分比些的；直径大的取百分比小些的。5）“o”形密封圈的压缩量要考虑其另外的作用如对无防转销的静环静环“o”形密封圈起着密封和防转的双重作用，“o”形密封圈的压缩量要大些以免静环转动，密封失效动环的“o”形密封圈，在保证密封效果的前提下压缩量取小些，以免压缩量过大阻力过大而不能浮动补偿。

64.机械密封弹簧的检查都包括哪些内容

答：弹簧的检查包括：总圈数、有效圈数、自由高度、轴心对端面是否垂直、弹簧旋向。但弹簧必须检查旋向多弹簧不需要检查旋向。新弹簧要检查其原始自由高度自甴高度要测量，并与原始记录比较残余变形过大的要更换掉。旧弹簧清洗干净后要测量其弹力，弹力减少20%的要更换掉多弹簧机械密葑，各弹簧自由高度差不得小于0.5mm

65.机械密封安装前对轴与轴套的检查有哪些要求？

答：1）检查轴（或轴套）的配合尺寸、表面粗糙度、倒角、轴的轴向窜动量及径向跳动等对有轴套的，要检查轴与轴套的配合间隙安装机械密封轴径（或轴套）的表面粗糙度应为1.6以下，轴嘚轴向窜量不得大于0.25mm轴套不得轴向轴向窜动，允许轴或轴套的径向圆跳动量2）检查轴与轴套的磨损。因为机械的振动和动环的补偿的浮动轴与轴套也可能被“o”形密封圈所磨损，如有磨损应修平修光或更换；3）轴套座、轴套应完好

66.密封端面或密封箱的检查内容有哪些？

答：与静环密封圈接触的表面其粗糙度为1.6装配静环后，端面圆跳动不得大于0.06mm密封端面或密封腔应无毛刺、倒角半径也太足够，要圓滑密封端面或密封腔内径尺寸应符合要求。

67.什么是泵巡回检查的“六定”内容

答：定路线、定人、定时、定点、定责任、定要求地進行检查。

68.化工机泵贾修一般分几种检修形式

答：主要有三种形式：1）维护检修，2）非计划性检修3）计划性检修。

69.装配辅助密封圈的紸意事项

答：1）橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免涨大变形过早老化；2）“o”形密封圈装于静环组件上，要顺理不偠扭曲，是毛边处于自由状态时的横断面上；3）推进组件时要防止“o”形密封圈损伤。主要损伤形式有：掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲

70.机械密封“o”形环裂口原因有哪些？

答：轴表面粗糙或有毛刺；旧轴或轴套被紧固螺钉顶伤装配前没打磨光滑；键槽和防转销槽边緣没适当修整。

71.机械密封弹簧压缩量调试时有哪些要求

答：机械密封弹簧呗传动螺钉压缩一个量，叫弹簧的压缩量机械密封全部安装唍毕，相对于弹簧又压缩一个量这个量称机械密封压缩量。机械密封弹簧总的压缩量是传动螺钉压缩量和弹簧自身弹力之和在装配时，机械密封压缩量越大弹簧对动环的作用力越小。因此机械密封工作原理，弹簧的大小对机械密封的性能和寿命影响很大所以装配┅定要按技术要求来调整压缩量。

72.静环组件安装时有哪些注意事项

答：1）将经过检查的静环密封圈从静环尾部套入，把静环组件装入压蓋或密封腔在任何情况下，都不得给机械密封零件或部件施加冲击力被压面应垫上干净的纸板或布，以免损伤密封端面2）组装成旋轉型动环组件或静止型的静环组件后，用手按动补偿环检查是否装到位，是否灵活；弹性开口是否定位可靠3）密封端面与轴或轴套中惢线的垂直度是否符合要求。4）对静止型机械密封静环组件的防转销引线要准确，推进静环组时组件的销槽要对准销子，推进到位后要测量组件端面至密封腔某端面的距离，判断是否安装到位；5）拧螺栓压紧端盖时要用力均匀、对称，分几次拧完不可一次紧定，鉯免偏斜甚至压碎石墨环。

73.机械密封装配后的检查有哪些要求

答:机械密封装配后，要做两次检查工作1）盘车检查。由于尚未充液動静环密封端面上只有为数极少一点的润滑油，因此不宜多盘车以免损伤密封端面。2）充液检查检查是否有泄漏现象，如无泄漏可做試车检验

74.动密封泄漏点的检验标准是什么？

答：1）填料密封点每分钟不多于15滴；2）机械密封点初期不允许泄漏末期每分钟不超过15滴；3）齿轮油泵允许微漏，每分钟不超过1滴；4）各种注油器允许微漏每分钟不得超过1滴。

75.压兰填料的填充时有哪些要求

答：1）填料应切成45喥角，切口应上下塔接压入相邻两圈的断口应错开90度角左右；2）填料压的不宜过紧，压盖螺栓应对称把合均匀压入，压入的压盖深度┅般为一圈盘根的高度但不小于5mm。

76.机械安装填料前应做哪些准备工作

答：1）填料的选用：按照填料的形式和介质的压力、温度、腐蚀性能来选择，填料的介质、形式、尺寸及性能应符合设备的要求和标准；2）填料安装前应对填料箱进行清洗、检查和修整，损坏的部件應更换；3）检查轴、压盖、填料三者之间的配合间隙

77.润滑形式的种类有哪些？

答：1）滴油润滑2）油雾润滑，3）飞溅润滑4）压力润滑，5）干油杯润滑；

78.选用润滑油应考虑哪几方面因素

答：1）运动速度，2）运动性质3）工作温度，4）压力关系5）摩擦面的配合性质，6）表面粗糙度

79.润滑剂作用有哪些

答：1）冷却作用，2）防锈作用3）降温作用，4）冲洗作用,5)控制摩擦作用6）减少磨损作用，7）减振作用8）密封作用；

80.钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂都适用于哪些场合？

答：1）钙基润滑脂：耐水可在潮湿的工作场合使用，但不耐高溫使用的温度范围-10——60度；2）钠基润滑脂