黄土隧道富水地段施工地质灾害注浆加固技术研究
本文选题:黄土隧道 + 富水 ; 参考:《长安大学》2016年硕士论文
【摘要】:随着我国一带一路战略方针的实施,黄土地区隧道的修建越来越多。而黄土隧道富水地段的围岩强度低、变形大及自稳能力差等特点造成了黄土隧道富水地段时常发生施工地质灾害。针对黄土隧道富水地段的施工地质灾害常采用水泥-水玻璃注浆加固,而在注浆参数的选择及注浆加固后复合土体的强度取值往往凭借着工程经验,造成了方案设计的不合理及实际注浆量的浪费,因此对水泥-水玻璃加固技术的研究是很有必要的。本文以十天高速公路长道隧道为研究对象,结合长道隧道出现的地质灾害,通过室内试验、室外注浆模拟试验、数值分析以及监控量测等手段研究了水泥-水玻璃注浆主要注浆参数及注浆效果,得到主要研究内容及成果如下:(1)用倒杯法测试水泥-水玻璃凝胶时间,试验表明在不同水灰比、水泥-水玻璃浓度和水泥水玻璃体积比下,凝胶时间在29~134s之间,黄土隧道富水段水灰比应选取0.6~1.0,水玻璃浓度取30~35oBe',水泥水玻璃体积比取1:1。(2)按照浆液掺入比作为控制指标,进行水泥-水玻璃注浆加固湿软黄土试验,并制作试块,养护后进行无侧限抗压强度试验,得出了7d养护龄期下,不同浆液掺入比、不同浆液配合比的试块的抗压强度在40.8~247.5kPa之间,弹性模量值在33.5~191.8MPa之间;28d养护龄期下,不同浆液掺入比、不同浆液配合比的试块的抗压强度在94.6~362.8kPa之间,弹性模量值在55.7~316.3MPa之间。(3)开展室外注浆模拟试验及平板载荷试验,得到了注浆初压为0.4MPa,终压为1.0 MPa下,浆液的扩散半径700mm,注浆后土体的变形模量为18.8MPa。(4)利用MIDAS/GTS有限元数值分析,对不同注浆圈厚度隧道开挖的位移和初期支护的受力情况进行分析,得到了注浆圈厚度5m为合理厚度,最后再通过监控量测分析,证明了处治措施的可行性。长道隧道实例表明,针对黄土隧道富水地段施工地质灾害的注浆加固,本文的研究方法和结论可作为类似工程参考。
[Abstract]:With the implementation of Belt and Road's strategic policy, more and more tunnels have been built in loess area.The characteristics of low surrounding rock strength, large deformation and poor self-stability in the water-rich section of loess tunnel result in construction geological disasters often occurring in the water-rich section of loess tunnel.Cement-water glass grouting is often used to reinforce the geological hazards in the water-rich section of loess tunnel. However, the selection of grouting parameters and the strength of composite soil after grouting are often based on engineering experience.The unreasonable design of the scheme and the waste of the actual grouting amount are caused, so it is necessary to study the cement-water glass reinforcement technology.In this paper, the long tunnel of ten days expressway is taken as the research object, combined with the geological hazards of the long tunnel, through indoor test and outdoor grouting simulation test,The main grouting parameters and grouting effect of cement-water glass grouting were studied by means of numerical analysis and monitoring measurement. The main research contents and results were as follows: 1) the cement water glass gel time was measured by inverted cup method.The results show that the gel time is between 29 ~ 134s under different water-cement ratio, cement to water glass concentration and cement water glass volume ratio.The water-cement ratio in the water-rich section of loess tunnel should be chosen as 0.6 ~ 1.0, the concentration of water glass is 30 ~ 35oBean, and the volume ratio of cement water glass is 1: 1. 2) according to the mixing ratio of cement and water glass as the control index, the experiment of cement-water glass grouting to reinforce wet soft loess is carried out and the test blocks are made.After curing, the unconfined compressive strength test was carried out, and the results showed that the compressive strength of the samples with different slurry blending ratio and different slurry mix ratio was between 40.8~247.5kPa, and the modulus of elasticity was between 33.5~191.8MPa and 28d curing age, under the curing age of 7 days, the mixing ratios of different sizes were obtained.The compressive strength and elastic modulus between 94.6~362.8kPa and 55.7~316.3MPa of the specimens with different mixture ratio of grout were studied. The results showed that the initial grouting pressure was 0.4 MPA, the final pressure was 1.0 MPa, and the external grouting simulation test and plate loading test were carried out.The dispersion radius of the grouting fluid is 700mm, and the deformation modulus of the soil is 18.8MPa.f. 4) the displacement of tunnel excavation with different grouting ring thickness and the stress of initial support are analyzed by MIDAS/GTS finite element analysis, and the reasonable thickness of grouting ring is obtained by 5 m thickness.Finally, the feasibility of treatment measures is proved by monitoring and measurement analysis.The example of long tunnel shows that the research method and conclusion of this paper can be used as a reference for similar projects in view of the grouting reinforcement of geological hazards in the water-rich section of loess tunnel.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U455.49
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,本文编号:1737314
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