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基于渗滤效应的盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理研究
| 论文题名： | 基于渗滤效应的盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;壁后注浆;扩散机理;防渗性能 |
| 摘要： | 壁后注浆作为盾构隧道施工的关键工序，对其浆液扩散机理的研究有助于在施工过程中合理控制注浆参数，进而提高注浆效率、有效缓解地层沉降及确保后期衬砌较好的防渗性能等。但是以往的研究多将土体和浆液简化为均质单相介质，忽略了土体孔隙与浆液中固液两相的相互作用，因此研究结果必然存在一定的偏差。结合盾构施工特点，本文主要针对浆液扩散过程中渗透和压密阶段，对浆液扩散机理展开理论及数值研究： 建立了考虑渗滤效应的盾构隧道壁后注浆浆液半球形和柱形渗透扩散理论模型，推导了2种注浆模型下，土体孔隙率、浆液固体颗粒体积分数及注浆压力分布的表达式，并在浆液有效固体颗粒体积分数的基础上，提出了浆液有效扩散半径的概念，为评估渗透注浆效果提供了一定的理论依据。最后，基于工程实例分析了相关参数对注浆效果的影响。结果表明，2种渗透扩散模型适应于砂性土中水泥基浆液的注浆计算。 建立了考虑压滤效应的盾构隧道壁后注浆浆液半球形和柱形压密扩散理论模型，对以往浆液对管片压力的表达式进行了修正，并结合工程实例对注浆参数进行了分析。 采用COMSOL Multiphysics有限元软件，建立了考虑渗滤效应的盾构隧道壁后注浆浆液半球形注浆数值模型，分析了土体孔隙率、浆液动力粘度、浆液有效扩散半径及浆液压力随时间的变化和二维分布情况。结果表明，数值计算与理论模型所得出的结论吻合度较高。 最后，对现有的问题和进一步的研究进行了简要的论述。 |
| 作者： | 毛家骅 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 叶飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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