考虑稠度时变作用幂律型浆液的隧道管片壁后注浆柱形扩散研究

发布时间：2020-12-28 18:05

　　考虑浆液稠度时变性,保持注浆速率不变,建立管片壁后注浆柱形扩散理论模型,利用该模型推导了管片壁后浆液压力空间分布方程及管片受力公式,并依托工程实例分析了浆液压力的时变情况。结果表明:水泥浆液的水灰比不变,浆液的最大扩散半径和管片壁后浆液压力随注浆压力增大而增大;注浆压力不变,扩散半径和浆液对管片的作用力均随浆液水灰比增加而增大;水灰比为0.5的水泥浆液流动性较差、扩散半径较小,不适用于隧道管片壁后注浆;水灰比为0.6,0.7的水泥浆液可用于管片壁后注浆,但其注浆压力须达到相应要求。 

【文章来源】：铁道建筑. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

幂律型流体在毛细管内流动示意

lt随Δp变化曲线见图2。可知：注浆压力差Δp相同，水灰比（W/C）越大浆液稠度越低，流动性越好，lt也越大。随Δp增加，lt逐渐增长，且增长速率随水灰比的增大而增大。水灰比为0.5时，lt与Δp成正比，Δp由0.10 MPa增至0.55 MPa时，lt由0.08 m增至0.372 m，增长近3.65倍。水灰比为0.6，Δp由0.10 MPa增至0.55 MPa时，lt由0.177 m增至0.757 m，增长3.28倍，增长速率逐渐减小。水灰比为0.7，Δp由0.10 MPa增至0.55 MPa时，lt由0.397 m增至1.173 m，增长1.95倍，增长速率逐渐减小并趋于稳定。在施工过程中，为了减小对原有环境及管片的破坏，同时确保注浆质量，通常要求壁后注浆压力控制在0.5 MPa以内，且浆液的最大扩散半径应达到管片环宽的1/2以上。通过上述分析可知，水灰比为0.5的水泥浆液流动性较差、扩散半径较小，不适用于隧道管片壁后注浆。水灰比为0.6的水泥浆液可用于管片（环宽1.2 m）的壁后注浆，但注浆压力得控制在0.40 MPa以上。对于水灰比为0.7的水泥浆液，环宽1.2 m时注浆压力不应小于0.20 MPa，环宽1.5 m时注浆压力不应小于0.25 MPa。

注浆压力p0取0.1,0.5 MPa，水灰比分别为0.6,0.7，考虑水泥浆液稠度时变性，计算可得管片壁后水泥浆液压力分布，见图3。由图3可知：对于水灰比0.6的水泥浆液，p0为0.1,0.5 MPa时，壁后水泥浆液压力呈圆锥状分布。对于水灰比0.7的水泥浆液，p0为0.1 MPa时壁后浆液压力亦呈圆锥状分布，但p0为0.5 MPa时浆液压力的消散梯度随着浆液扩散半径的增加显著提高。

【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构隧道壁后注浆压力分布模型[J]. 袁小会,韩月旺,钟小春.  西南交通大学学报. 2011(01)



本文编号：2944166