松软地层灌浆机理研究

发布时间：2022-10-11 15:30

　　灌浆作为一种防渗加固地基的手段,在实际工程中应用相当广泛,但灌浆理论研究相对落后于工程实践。对松软地层进行灌浆时浆液首先渗透充填进入空隙、裂隙等空间中,这一过程仅消耗少量能量,表现为渗透和充填灌浆机理;待这些空间充填完毕后开始起压,挤密周围岩土体,表现为压密灌浆机理;当压力达到一定程度,超过周围岩土体的劈裂强度时,出现劈裂或地层抬动,表现为劈裂灌浆机理,继续灌浆,又出现上述过程。因此,一次灌浆过程,实际是完成一次复合灌浆机理的过程。此外,实际工程中,由于影响浆液扩散的因素众多,灌浆过程中不同的给压方式（稳压和脉动）也会对对浆液的扩散规律产生影响。掌握浆液的扩散机理,对指导灌浆工程施工,确保工程质量等都具有实际意义。本文针对松软地层的灌浆,系统地研究了浆液的扩散机理。主要工作如下:（1）研究了稳压劈裂灌浆机理。对于稳压灌浆方式,基于水力劈裂缝的扩展形态来考虑浆液的运动,视劈裂灌浆扩散形态为平面辐射椭圆,采用恒缝高矩形断面模型,推导出宾汉流体的劈裂灌浆扩散方程,并分析了灌浆压力、浆材黏度、土体弹性模数、劈裂通道宽度对浆液扩散范围的影响。（2）研究了脉动劈裂灌浆机理。基于脉动灌浆方式下劈裂通... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第二章 稳压劈裂灌浆机理研究
    2.1 稳压劈裂灌浆研究基本假定
    2.2 稳压劈裂灌浆机理
        2.2.1 浆材流变性
        2.2.2 稳压劈裂灌浆模型
        2.2.3 劈裂缝的扩展规律
        2.2.4 浆液的运动方程
        2.2.5 浆液的扩散方程
    2.3 浆液扩散规律分析
        2.3.1 灌浆压力差对劈裂通道宽度的影响
        2.3.2 灌浆压力差对浆液扩散距离的影响
        2.3.3 劈裂通道宽度与浆液扩散距离的关系
    2.4 小结
第三章 脉动劈裂灌浆机理研究
    3.1 脉动灌浆介绍
        3.1.1 技术背景
        3.1.2 脉动灌浆原理
    3.2 脉动劈裂灌浆机理
        3.2.1 脉动劈裂灌浆研究基本假定
        3.2.2 脉动劈裂灌浆模型
        3.2.3 脉动方程推导
        3.2.4 脉动方程求解
    3.3 浆液扩散规律分析
        3.3.1 灌注宾汉流体时脉动灌浆规律
        3.3.2 灌注牛顿流体时脉动灌浆规律
        3.3.3 宾汉流体和牛顿流体脉动灌浆比较
    3.4 稳压劈裂灌浆和脉动劈裂灌浆比较
    3.5 小结
第四章 复合灌浆机理研究
    4.1 复合灌浆模型
        4.1.1 复合灌浆的基本假定
        4.1.2 压密和劈裂复合灌浆的定性描述
    4.2 复合灌浆压密灌浆机理
        4.2.1 浆泡内的扩孔压力
        4.2.2 压滤效应
        4.2.3 压密扩孔半径计算
    4.3 复合灌浆劈裂灌浆机理
        4.3.1 浆泡的启劈压力
        4.3.2 劈裂阶段浆液的扩散规律
    4.4 复合灌浆浆液扩散规律和土体抬动力计算
        4.4.1 复合灌浆浆液扩散方程
        4.4.2 土体抬动力计算
        4.4.3 复合灌浆浆液扩散规律分析
    4.5 小结
第五章 室内灌浆模拟试验
    5.1 稳压和脉动劈裂灌浆室内模拟试验
        5.1.1 试验装置
        5.1.2 试验步骤
        5.1.3 试验结果分析
    5.2 复合灌浆室内模拟试验
        5.2.1 试验装置和试验材料
        5.2.2 试验步骤
        5.2.3 灌浆过程分析
        5.2.4 试验结果及分析
    5.3 小结
第六章 基于机理研究的灌浆设计软件开发
    6.1 概述
    6.2 软件总体规划与设计
        6.2.1 基本数据库
        6.2.2 界面设计
        6.2.3 程序代码
    6.3 小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间发表论文题目)
附录B (在校期间参与项目)


【参考文献】：
期刊论文
[1]松散地层脉动与稳压灌浆室内试验研究[J]. 张贵金,肖通,张聪,梁经纬.  水文地质工程地质. 2016(05)
[2]粘土水泥浆材流变性能及其对灌浆的影响[J]. 刘杰,张贵金,杨东升,钟平.  硅酸盐通报. 2016(08)
[3]基于统一强度准则的柱孔扩张问题及扩孔孔径分析[J]. 赵春风,贾尚华,赵程.  同济大学学报(自然科学版). 2015(11)
[4]基于“浆–土”界面应力耦合效应的劈裂注浆理论研究[J]. 张庆松,张连震,刘人太,俞文生,郑卓,王洪波,朱光轩.  岩土工程学报. 2016(02)
[5]基于浆液黏度时空变化的水平裂隙岩体注浆扩散机制[J]. 张庆松,张连震,张霄,刘人太,朱明听,郑东柱.  岩石力学与工程学报. 2015(06)
[6]不同土体中水泥-水玻璃浆液的扩散规律[J]. 刘强,张可能,陈宾,黎永索.  中南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[7]富水断裂带优势劈裂注浆机制及注浆控制方法研究[J]. 李术才,张伟杰,张庆松,张霄,刘人太,潘光明,李志鹏,车宗原.  岩土力学. 2014(03)
[8]松软地层高压灌浆封孔浆体研制及应用论证[J]. 张贵金,曾柳絮,陈安重,杨松林,彭春雷.  岩土工程学报. 2012(06)
[9]一种适合松软地层高效控制灌浆的新工法——自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆[J]. 张贵金,许毓才,陈安重,彭春雷,杨松林.  水利水电技术. 2012(03)
[10]考虑压滤效应下饱和黏土压密注浆柱扩张理论[J]. 张忠苗,邹健,何景愈,林存刚.  浙江大学学报(工学版). 2011(11)

博士论文
[1]复合注浆技术在地基加固中的应用研究[D]. 韩金田.中南大学 2007
[2]裂隙岩体注浆浆液与注浆控制方法的研究[D]. 郑玉辉.吉林大学 2005



本文编号：3690824