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基于注浆压密效应的全强风化砂页岩劈裂注浆机理研究及工程应用
| 论文题名： | 基于注浆压密效应的全强风化砂页岩劈裂注浆机理研究及工程应用 |
| 关键词： | 隧道施工;全强风化砂页岩;劈裂注浆;压密注浆;加固机理 |
| 摘要： | 随着我国地下空间不断建设，地下空间建设过程中的不良地质灾害控制已成为重要研究课题。隧道修建过程中经常穿越的全强风化砂页岩，是影响隧道建设安全的主要地质灾害源之一，该地层自身力学基本性能较差，抵抗变形能力和承载力不足，在施工扰动及地下水作用下极易诱发隧道塌方、突水突泥等工程灾害事故。注浆法是控制全强风化砂页岩地质灾害的常用方法，本文在现有的注浆扩散加固研究基础上，针对全强风化砂页岩劈裂-压密注浆加固模式，通过理论分析、室内试验、数值计算，以实现全强风化砂页岩注浆扩散过程与加固效果的定量描述为目标，研究了全强风化砂页岩注浆扩散过程与加固机理，结合实际工程，通过数值模拟验证了注浆加固的有效性，本文主要工作如下： （1）注浆扩散机理方面，通过室内侧限压缩试验研究了不同含水率条件下的全强风化砂页岩压密特性，建立了可描述全强风化砂页岩非线性压密过程的数学模型，并在此基础上建立了考虑浆液流场与全强风化砂页岩应力场耦合效应的劈裂-压密注浆扩散过程理论模型，考虑全强风化砂页岩的压密特性，对劈裂通道动态扩展计算算法进行改进，实现了全强风化砂页岩劈裂注浆扩散过程的完整描述，揭示了注浆扩散过程中劈裂通道开度的时空分布规律，并分析了注浆速率、土层压密特性、浆液水灰比、注浆压力等多个因素对注浆扩散过程的影响规律。 （2）注浆加固效果方面，通过一系列室内试验获得了全强风化砂页岩压密注浆效果与所受压力的定量关系。结合原有的研究成果，综合考虑注浆压密效应，对注浆效果进行整体计算，获得了全强风化砂页岩劈裂注浆加固效果的空间分布特征，选取影响注浆关键工程参数，系统地分析了注浆压力、单孔注浆量、土层压密特性等因素对全强风化砂页岩劈裂-压密注浆加固效果的影响。 （3）根据本文的研究成果，依托江西萍莲高速莲花隧道全强风化砂页岩注浆加固工程，对注浆前后的围岩稳定性进行数值模拟计算，验证了基于注浆压密效应的全强风化砂页岩注浆机理研究的准确性。 |
| 作者： | 王一达 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 俞然刚;生墨海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2021 |
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