隧道断层泥注浆加固机制模型试验研究

发布时间：2019-07-18 08:35

【摘要】：为研究永莲隧道断层泥注浆加固机制,设计一套由注浆工艺模块、被注介质模块和信息采集模块构成的断层泥注浆加固试验系统,开展断层泥注浆加固体单轴压缩试验、典型浆 岩界面特征试验和扫描电镜(SEM)试验。结论如下:注浆后断层泥单轴抗压强度可提升181%~2 535%,加固体呈现浆脉开裂→界面附近土体破坏→整体破坏特征,断层泥以骨架式加固模式为主,注浆压力是提升加固效果的主控因素;注浆后浆 岩界面黏聚力可提升93%~274%,分析不同注浆压力、材料和初始干密度对浆 岩界面强度的影响,相比双液浆,单液浆可使界面黏聚力提升幅度增加125%~148%;注浆后断层泥由絮状结构转化为密实整体结构,浆 岩界面是具有一定厚度的不规则结构体,由胶结面、渗透过渡区及微劈裂过渡区构成,界面附近存在物理力学特征突变区,定义了浆 岩界面的直接及间接加固模式。试验结论对于注浆加固理论的认知和注浆工程的应用有一定的指导作用。
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图片说明： 同注浆压力、材料和被注介质密度条件下注浆加固试验；开展注浆加固体试样单轴压缩试验、浆 岩界面直剪试验和扫描电镜(SEM)试验，宏观力学性质和微观结构特征研究相结合，揭示隧道断层泥注浆加固机制。2断层泥注浆加固试验系统研发2.1依托工程概况江西省吉莲高速永莲隧道设计为分离式隧道[13]，长约2500m。隧址区发育区域大断裂及F2等多条次生断裂，断层岩及风化页岩中蒙脱石含量较高，遇水后泥化作用强烈，崩解为断层泥，基本无自稳能力。2012年7月2日～8月19日，进口左洞共发生8次大规模突水、突泥，如图1所示，共涌出淤泥约17000m3，严重阻碍了隧道施工正常进行。图1永莲隧道大规模涌泥Fig.1GushingmudinYongliantunnel2.2试验系统构成断层泥注浆加固试验系统由注浆工艺模块、被注介质模块和信息采集模块构成，如图2所示。图2试验系统Fig.2Testsystem注浆工艺模块使用定制版手动注浆泵，可实现“小流量、高压力”注浆。被注介质模块由主体腔体和密封装置构成，如图3所示。主体腔体由高强度钢制成，壁厚25mm，内径184mm，高400mm，有效填充高度为380mm，，密闭装置由密封顶板、底板及高强螺杆构成。信息采集模块包括图像采集和数据采集部分。涌出淤泥注浆工艺模块信息采集模块被注介质模块
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图片说明： 淌匝橄低逞蟹?2.1依托工程概况江西省吉莲高速永莲隧道设计为分离式隧道[13]，长约2500m。隧址区发育区域大断裂及F2等多条次生断裂，断层岩及风化页岩中蒙脱石含量较高，遇水后泥化作用强烈，崩解为断层泥，基本无自稳能力。2012年7月2日～8月19日，进口左洞共发生8次大规模突水、突泥，如图1所示，共涌出淤泥约17000m3，严重阻碍了隧道施工正常进行。图1永莲隧道大规模涌泥Fig.1GushingmudinYongliantunnel2.2试验系统构成断层泥注浆加固试验系统由注浆工艺模块、被注介质模块和信息采集模块构成，如图2所示。图2试验系统Fig.2Testsystem注浆工艺模块使用定制版手动注浆泵，可实现“小流量、高压力”注浆。被注介质模块由主体腔体和密封装置构成，如图3所示。主体腔体由高强度钢制成，壁厚25mm，内径184mm，高400mm，有效填充高度为380mm，密闭装置由密封顶板、底板及高强螺杆构成。信息采集模块包括图像采集和数据采集部分。涌出淤泥注浆工艺模块信息采集模块被注介质模块
【作者单位】： 山东大学岩土与结构工程研究中心;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(41272385) 国家自然科学青年基金资助项目(51209128) 教育部博士点基金项目(20130131110032)
【分类号】：U457.3

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2515764