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砂卵石地层盾构隧道同步注浆机理模型试验研究
| 论文题名： | 砂卵石地层盾构隧道同步注浆机理模型试验研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;同步注浆;浆液扩散;地层响应;砂卵石地层 |
| 摘要： | 目前对砂卵石地层中浆液填充到盾尾空隙的过程，浆液在盾尾空隙中的流动、扩散和分布，盾尾空隙中浆液压力的演变规律及其影响因素，以及浆液对地面位移的影响等研究不够完善。因此有必要充分了解和掌握砂卵石地层浆液扩散机制以及由于浆液注入时地层产生的响应。 本文采用正交实验法，以水泥掺量、粉煤灰掺量、粉细砂掺量、膨润土掺量和用水量为研究对象，设置不同配比的浆液进行试验，测量浆液初始粘度、泌水率、凝结时间、固结收缩率以及抗压强度，研究各材料不同掺量对盾构隧道同步注浆浆液材料特性的影响。然后采用模型试验方法，根据盾构隧道同步注浆实际施工过程，设计并搭建盾构隧道同步注浆模型试验平台，以注浆率和隧道埋深为研究对象，研究砂卵石地层盾构隧道同步注浆浆液扩散机理及地层响应。全文得到的主要结论如下： （1）砂卵石地层的特性松散且自稳性差，盾尾脱出后土体快速覆盖衬砌拱顶，致使隧道顶部没有注浆层；拱腰以上的土体快速塌陷，拱腰以下土体持续塌陷；拱肩浆液扩散以渗透扩散为主，扩散形态为半球形形态；拱腰浆液来源为拱肩浆液扩散，且拱腰浆液扩散以充填扩散为主；拱底和拱脚浆液的扩散形式均以充填扩散为主，不同埋深下各位置的浆液压力变化趋势不明显。 （2）注浆前期隧道上部土体快速塌陷，两侧拱肩注浆层厚度较大；与拱肩区域类似，拱腰注浆层厚度也会随着注浆率的增加而增大；由于浆液自重作用和隧道周围土体的挤压作用，使得浆液大量集中在拱脚位置，拱脚注浆层厚度较大，而拱底注浆层厚度较为均匀。 （3）当盾尾通过时，地表最大沉降发生在隧道中心正上方，部分土体发生自锁效应导致隧道两侧地表沉降不均匀；浆液主要以渗透的形式进行扩散，扩散过程会对土体造成持续扰动，从而导致沉降增加；高注浆率下持续的注浆有助于抑制地表沉降趋势；相同注浆率下，埋深越深土体更容易形成土拱效应，地表受到扰动的影响减小，因此地表沉降值更小。 |
| 作者： | 罗志刚 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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