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含水砂层隧道围岩注浆扩散机理研究
| 论文题名： | 含水砂层隧道围岩注浆扩散机理研究 |
| 关键词： | 隧道施工;含水砂层;注浆加固;扩散机理 |
| 摘要： | 隧道施工过程中，经常遇到含水砂层等不利地质。含水砂层由于其高渗透性、低粘聚力、低强度、自稳能力差，在施工扰动时极易诱发涌水、涌砂、塌方等地质灾害。在各种堵水技术措施中，注浆是最方便高效的方法，可有效完成地层加固、减小沉降和防渗等一系列治理目标。由于注浆工程具有隐蔽性和复杂性的特点，注浆理论远远落后于工程实践。含水砂层注浆的止水加固效果与浆液性质、地下水环境和砂层性质密切相关。本文采用文献调研、理论分析、数值模拟等研究方法，开展了含水砂层注浆扩散机理研究。本文的主要研究内容和成果如下： (1)采用VOF-DEM方法建立饱和含水砂层注浆模型，从细观角度研究饱和含水砂层注浆机理。分析了砂层孔隙率和注浆压力等参数对力链演变、局部孔隙率变化、浆液扩散范围、压密区范围、压密率和注浆量的影响规律。 (2)为准确模拟浆液扩散各向异性，基于柱形扩散公式，推导粘性阻力系数修正公式。采用该公式修正粘性阻力系数后，数值模拟和模型试验的误差降低至0.29%。 (3)基于前人模型试验，采用多孔介质-VOF方法建立一维注浆模型和二维注浆模型，验证了多孔介质-VOF方法的有效性。 (4)采用多孔介质-VOF方法建立单孔注浆模型，分析不同注浆压力、地下水流速、砂层渗透性质对浆体形状演变、浆液扩散范围和注浆量的影响规律。 (5)采用多孔介质-VOF方法建立双孔注浆模型，分析不同注浆孔距、注浆压力、地下水流速、砂层渗透性质对中点浆液饱和度和地下水流速的影响规律。 |
| 作者： | 李徽 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 吉小明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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