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盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理研究
| 论文题名： | 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;浆液扩散;充填压力;镜像法 |
| 摘要： | 壁后注浆作为盾构工法的关键工序,施工不当时容易引起地表沉隆超限、管片破裂、螺栓剪断等工程问题,因此长期以来受到众多学者关注。但以往的研究内容很少涉及浆液扩散机理,多以数值模拟、现场实测及模型试验方法研究浆液性能及注浆效果。结合盾构工法特性,本文将浆液扩散过程归结为充填、渗透、压密和劈裂扩散4种类型,分别对各类型扩散机理展开理论研究: 建立了单液浆同步注浆时的环形和扇形充填扩散模型,分别推导了牛顿流体和宾汉姆流体单液浆在2种模型下的充填压力分布计算公式,通过一工程实例对计算公式进行了验证,对比分析了2种模型计算公式的联系和区别。结果表明,环形和扇形充填扩散模型均可反映浆液压力的衰减规律。 建立了双液浆通过管片注浆孔即时注浆时和采用盾尾注浆同步注浆时充填扩散模型,推导了2种模型下浆液充填压力分布计算公式,通过工程实例对计算公式进行了验证分析。结果表明,双液浆从盾尾注浆孔同步注浆时,浆液压力分布规律与单液浆相似,不同之处是双液浆可忽略浆液自重影响。 建立了考虑浆液粘度时变特性的球面和柱面渗透扩散模型,推导了2种模型下注浆扩散范围及浆液对管片产生的压力计算式,并通过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盾构施工时单液浆注浆计算。 建立了浆液呈半球形压密周围土体及浆液呈柱形压密周围土体2种情况的理论模型,并结合工程实例进行了分析。采用镜像法导出了同步注浆引起地表变形的计算式,从控制地层变形和管片结构受力角度,提出了壁后注浆临界注浆压力计算方法。 最后,对存在的问题和壁后注浆研究方向进行了简要讨论。 |
| 作者： | 苟长飞 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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