海水侵蚀—渗流作用下砂层注浆扩散加固与劣化机理及应用

发布时间：2025-02-06 16:53

　　我国海洋地下工程已进入大规模建设时期,海底隧道、近海地铁等海洋环境下地下工程的建设和运营蓬勃发展,不良地质是工程建设和运营的重要威胁之一。富水砂层是海洋地下工程常见地层,因其胶结强度低、自稳能力差的特点已成为影响海底隧道建设期安全的重要地质灾害源之一。注浆是解决富水砂层地质灾害最常用的方法,但海洋环境与陆域环境区别较大,海水离子侵蚀和渗流作用导致注浆加固体显著劣化,降低注浆加固体的物理力学性能,注浆加固体性能的维持是海洋环境下隧道长寿命周期安全运营的保证。本文针对富水砂层常见的渗透注浆加固模式,通过理论分析、数值模拟、室内试验、模拟试验、现场试验等方法,以实现海水环境下砂层注浆扩散过程与长期加固效果的定量描述为目标,研究砂层注浆扩散与加固机理,揭示海水离子侵蚀、渗流以及两者共同作用下注浆加固体的性能劣化机理,最终建立海水环境下注浆加固体长寿命周期力学性能-时间模型,形成海水环境下富水砂层注浆设计方法,并进行工程应用。本文主要工作及创新成果如下:(1)考虑浆液曲线绕流渗透的砂层注浆扩散规律。采用分形理论研究浆液绕砂颗粒扩散实际路径长度与直线的关系,建立考虑浆液渗透路径的砂层浆液扩散模型。设...

【文章页数】：179 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３渤海湾烟大海底隧道（规划）

?：?１?入??图１．３渤海湾烟大海底隧道（规划）?图１．４琼州海峡跨海隧道（规划）??Ｆｉｇ．?１．３?Ｙａｎｔａｉ?ｕｎｄｅｒｓｅａ?ｔｕｎｎｅｌ?ｉｎ?ｂｏｈａｉ?ｂａｙ?（ｐｌａｎｎｉｎｇ）??Ｆｉｇ．?！?．４?Ｃｒｏｓｓ－ｓｅａ?ｔｕｎｎｅｌ?ｉｎ?ｑｉｏｎｇｚｈｏｕ....

图２．１渗透注浆扩散示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｏｆ?ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ?ｇｒｏｕｔｉｎｇ??

浆液扩散方向?浆液扩散锋面??图２．１渗透注浆扩散示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｏｆ?ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ?ｇｒｏｕｔｉｎｇ??

图２．２浆液在砂层中的流动路径??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｓｌｕｒｒｙ?ｉｎ?ｓａｎｄ?ｌａｙｅｒ??

２．１．２基于分形理论渗透路径分析??选取工程常用注浆材料水泥浆液，水灰比为１：１，试验测得浆液粘度为１１．３７ｍＰａ－Ｓ。??图２．２所示为浆液在富水砂层中流动示意图，假定浆液的流动方向为水平方向，／ｔ为??孔隙通道的实际路线长度；／〇为孔隙的直线距离，由图中可以看出，浆液在富....

图２．３浆液扩散运动受力分析??Ｆｉｇ．?２．３?Ｆｏｒｃｅ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｓｌｕｒｒｙ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｏｔｉｏｎ??

基于考虑浆液扩散路径，研究不同注浆压力、不同被注砂层有效粒径条件对注浆??浆液扩散的响应机制，选取工程常用注浆材料水泥浆液，水灰比为１：１，设计了一套??渗透注浆扩散模拟试验装置。如图２．４、２．５所示。??１８??

本文编号：4030607