浆液性质对注浆压力及扩散方式的影响规律

为研究浆液性质对于注浆压力及浆液扩散模式的影响规律,设计了注浆扩散模拟试验系统。该系统通过采用整体填土压实,相比常规人工分层填土压实,可有效避免土体内部层间界面的产生,从而避免层间界面对于浆液扩散的影响。通过上述注浆扩散模拟试验系统开展了羧甲基纤维素钠浆液(模拟渗透注浆)、水泥单液及水泥-水玻璃浆液的土体注浆试验,分析注浆压力及浆液扩散特征,并针对注浆压力进行理论分析验证。研究结果表明:浆液性质对于注浆压力增长及劈裂特征点具有显著影响,通过分析注浆压力增长趋势及劈裂特征点特征可判定浆液扩散模式。     

土遗址裂隙加固桩–浆协同效果与机制研究

既往研究表明以生石灰为掺料的浆液与土遗址兼容性良好,并且发现在此类浆液中添加微型石灰桩能够更好地消除浆–土界面的干缩分异现象。因此,为探究桩–浆协同作用下裂隙的加固效果与机制,开展单独注浆工艺和宽径比(裂隙宽度与石灰桩直径的比值)为1.5、2.0、2.5和3.0的桩–浆协同工艺下室内遗址土裂隙注浆试验。首先,在浆液养护63 d后,对裂隙两侧等距土体的宏观性质指标(贯入阻力、密度、液塑限和颗粒组成)进行测试;然后,利用扫描电子显微镜图像、比表面积(SSA)、阳离子交换量(CEC)及土体孔隙相对变化率(Pr)对裂隙注浆后加固效果进行定性和定量联合分析。结果表明:桩–浆协同作用下,宽径比小于2.5时,裂隙两侧土体的加固效果均优于单独注浆条件。土体被加固效果随着宽径比增加先增加后减小,宽径比为2.0时效果最佳;宽径比大于3.0时,加固效果弱于单独注浆条件。结果反映了分属于石灰桩和浆液的膨胀和离子迁移对裂隙两侧土体的挤密和团聚作用不是简单的线性叠加,而是当宽径比超过2.0时,出现浆液对石灰桩的挤密和团聚作用产生了明显的抑制反馈。     

土遗址裂隙加固桩-浆协同效果与机制研究

研究表明以生石灰为掺料的浆液与土遗址兼容性良好,并且发现在此浆液中添加微型石灰桩能够更好消除浆-土界面的干缩分异的现象。为探究桩-浆协同作用下裂隙的加固效果与机制,通过开展单独注浆工艺和宽径比（裂隙宽度与石灰桩直径的比值）为1.5、2.0、2.5和3.0桩-浆协同工艺下室内遗址土裂隙注浆实验。浆液养护63天后,首先对裂隙两侧等距土体的宏观性质指标（贯入阻力、密度、液塑限和颗粒组成）进行测试;而后通过扫描电子显微镜、比表面积（SSA）和阳离子交换量（CEC）,以及基于孔隙率变化建立的强化变量对裂隙注浆后加固效果进行定性和定量联合分析。结果表明：桩-浆协同作用下宽径比小于2.5时对裂隙的加固效果均优于单独注浆条件,宽径比为2.0时效果最佳;宽径比大于3.0时加固效果弱于单独注浆条件。而结果所反映的本质是分属于石灰桩和浆液的膨胀和离子迁移对裂隙两侧土体的挤密和团聚作用不是简单的线性叠加,而是当宽径比超过2.0时出现浆液对石灰桩的挤密和团聚作用产生明显抑制反馈。     

考虑水泥-水玻璃双液浆黏度时空效应的隧道预注浆研究

水泥-水玻璃双液浆作为典型的速凝型浆液开始在隧道超前注浆施工中得到广泛应用,但目前对于双液浆渗透扩散机理的研究较少,注浆压力、浆液扩散半径以及注浆量等关键施工参数的确定多以经验为主.本文考虑水泥-水玻璃双液浆为黏度时变性的宾汉姆流体,基于双液浆的流变方程,同时考虑双液浆的黏度时效性和黏度空间效应,推导得到了表征双液浆黏度增长时间T_u与浆液扩散半径l之间关系的表达式.根据此关系式并结合平衡方程和均匀毛管组理论,推导得到了考虑双液浆黏度时空效应的柱形渗透注浆浆液扩散半径l和浆液压力P的理论计算公式,并分析了公式中相关参数的确定方法与公式的适用范围.     

土石分层介质注浆扩散的试验研究

为了探索土石分层介质中的注浆扩散规律,设计一套分层介质注浆试验装置,开展土石分层介质注浆试验研究.通过分析浆脉分布特征、注浆压力变化特征和界面加固体渗透特征,分析浆液在土石分层介质中的扩散模式及其加固效果.讨论现有注浆理论对求解分层介质注浆扩散问题的适用性,提出针对土石分层介质灾害治理工程的注浆控制方法.研究结果表明：分层界面两侧介质不同的被注时序响应浆液不同的穿层路径,分层介质的层间突变性导致浆液发生渗透-界面式、劈裂-渗透式和渗透-界面-劈裂式这3种不同的扩散模式,分别对应界面浆脉黏结、贯穿浆脉连接和并行浆脉架构3种加固特征;提出注浆材料动态调节、同孔多序梯度注浆和分层界面控域注浆3种土石分层介质注浆控制方法.     

基于数值模拟和模型实验的注浆抬升计算方法

针对城市浅埋地下工程注浆施工造成的地表抬升问题,根据随机介质理论建立注浆抬升计算方法及简化算法,分别研究压密注浆与劈裂注浆对地表抬升的影响机制.通过PFC软件模拟、室内模型实验等方法,研究球体压密注浆和水平片状劈裂注浆对地表抬升范围的影响,验证地表抬升位移理论预测方法的准确性.通过引入注浆抬升系数γ研究注浆深度、土体干密度、土体含水率等因素对注浆抬升位移的影响.结果表明,注浆抬升计算方法的简化方法在注浆埋深大于2 m时较为准确,小于2 m时不适用;压密注浆和劈裂注浆两种注浆方式引起的地表抬升与数学模型计算结果、数值模拟结果吻合性较好;单孔注浆使上覆倒锥形土体位移场发生变化,压密注浆导致的地表最大抬升位移较大,劈裂注浆在地表的影响范围较大;注浆深度、土体干密度及土体含水率对最大注浆抬升位移量均有影响,注浆深度对抬升位移量的作用最明显.     

滨海潮汐岩溶地表软土注浆技术研究与应用

针对滨海岩溶第四系表层土质地松软、承压能力弱的工程施工难题，以某公司矿山首采区周边土层为研究对象，考虑滨海潮汐作用导致渗流水头变化的特殊因素，通过室内模型试验的手段，选取工程常用水泥-水玻璃双浆液对岩溶表层松软土层进行注浆加固试验研究.结果表明：潮汐半潮及高潮环境下浆脉形态多样，且前进式注浆工艺加固效果最佳；埋深60 cm处定点注浆技术在承压能力及水稳特性提升方面具有最优的增长速率，被注土层抗压强度最大增幅为46.8%，水稳特性增幅区间为773 s.确定将现场采用半潮时段定点注浆技术、注浆深度为表土层平均深度的2/3处，作为滨海岩溶上表松软土层的最佳加固方案.     

基于断裂理论的湿陷性黄土劈裂注浆裂纹扩展

为深入研究湿陷性黄土地区浆液在土体中的扩散机制,基于断裂力学理论,建立了一种浆液在二维平面中流动扩散的仿真分析方法。该方法对湿陷性黄土地区劈裂注浆过程中裂纹的产生形式、破坏准则的建立以及裂纹扩展的判定方法进行了描述,实现了对裂纹扩展问题及渗流-应力耦合问题的求解。同时,本文利用ABAQUS软件通过建立的裂缝扩展方程,分析了劈裂注浆压力及土体物理力学性质对裂纹扩展长度的影响。研究结果表明:劈裂注浆压力的计算应该重点考虑裂纹扩展长度和土体强度参数的影响;在黄土劈裂注浆过程中无法通过连续加压进行劈裂注浆,应分段加压,确保扩展过程中能量的聚集。最后,通过室内模型试验对裂缝扩展模拟结果进行了验证,得出试验与模型分析结论相近,验证了理论的合理性。     

高速公路岩溶路基注浆效果综合评价

为了对高速公路路基注浆加固效果进行评价,采用注水试验、触探试验、检查孔取芯与孔内电视摄像方法进行检测.注浆后注水试验法检测结果表明,地层透水率都低于47 Lu,能够防止上部软塑状粉质粘土沿溶洞、溶蚀裂隙产生流动与淘空;触探试验结果表明,注浆后不同深度路基承载力的取值fak≥248 kPa;检查孔取芯结果表明,浆液在土体中形成纵横交错浆脉骨架的复合土体能大幅提高土体的强度;钻孔孔内电视摄像结果表明,注浆前土体空隙较大,注浆后土体中的空隙全部被水泥浆脉充填.4种检验方法表明注浆后效果良好,同时也表明综合评价法是评价注浆效果的有效方法,对类似工程具有一定的借鉴与指导意义.     

砂土注浆颗粒流数值模拟研究

基于流固耦合原理的PFC2D颗粒流数值模拟程序,运用其内置FISHTANK函数库和FISH语言,分别定义流体域的流动方程和压力方程,对灌浆过程中浆液在地层中的扩散过程和形态进行了数值模拟计算。通过调节PFC命令流中的注浆压力p、时步step、水力传导系数perm等参数,对浆液的注浆过程进行了模拟计算。结果表明,灌浆过程中浆液与地基土的作用形式与灌浆压力大小密切相关,过高的注浆压力会对地层结构造成一定的破坏。对钻孔周围土体的应力状态进行了理论推导和分析,理论推导结果与数值模拟结果相符。劈裂灌浆作用发生时,孔隙率和应变率均增加。浆液的渗透性能对高压劈裂灌浆的作用效果不明显。     

粉煤灰对双液注浆材料性能影响的试验研究

在固定水泥浆稠度及水玻璃浓度的前提下,调整粉煤灰掺量设计10组配比,进行水泥-水玻璃双液注浆材料的配合比设计与试验研究,通过对实验数据的整理和分析,得出粉煤灰对水泥-水玻璃双液注浆材料凝胶时间与固结强度的影响关系.     

桥梁预应力管道压浆施工质量控制技术及应用

文章从预应力管道压浆浆体材料源头质量和压浆施工实时监测两个方面介绍管道压浆施工质量控制技术以及工程应用。压浆浆体性能、尤其是泌水性能的提高是十分必要的。利用压浆施工记录仪监测灌浆压力、出浆压力、流量等施工工艺参数,可加强压浆施工过程的质量控制。     

灌浆技术在地基加固处理中的应用

通过工程实例,详细介绍了水泥-水玻璃注浆地基加固技术的具体应用,并对阻止和降低附加下沉进行了研究和尝试,提出了阻止和减小附加下沉的具体方法及基础加固施工的注意事项.     

Calculation method of composite foundation sedimentation of grouting pile with cover plate under embankment load

Grouting pile is a new soft soil foundation treatment method with characteristics such as no vibration, no noise, no soil compaction, light construction machines and quick construction velocity and so on. At present, study on reinforcement mechanism and design calculation method of composite foundation of grouting pile is initially started without design specifications, so it is usually required to draw on design specifications of stump pile when designing composite foundation of grouting pile while grouting pile has its characteristics and difference although reinforcement mechanisms and construction processes of two types of piles are similar. Sedimentation formula of composite foundation of grouting pile with cover plate is educed and a suitable deformation mode is proposed by aiming to deformation characteristics of composite foundation of grouting pile with cover plate under embankment load on basis of relevant sedimentation theories of composite foundation by combination of characteristics of composite foundation of grouting pile. The sedimentation calculation formula of grouting pile with cover plate under embankment load is educed according to balance relation of force and displacement coordination conditions by elastic theory and sedimentation calculation model established is validated by sedimentation monitoring documents of one expressway in China.     

水泥基土石坝防渗注浆材料试验

为解决水利工程中普遍使用的注浆材料流动性差、结石率低等问题,以水泥为基本材料,掺加粉煤灰及膨润土,将减水剂、膨胀剂作为外加剂,对不同配比的材料进行浆液流动性及结石体物理性能等试验分析,综合各试验结果得出适用的材料配比。试验结果表明:掺加膨润土可以增加浆液稳定性,提高结石率,但同时会降低浆液流动性;掺加适量粉煤灰可以增加浆液流动性,提高浆液可注性;随着膨润土和粉煤灰掺量增加,浆液结石体的强度会有明显下降;膨润土和粉煤灰的掺量应适宜。研究成果对水利工程注浆材料研发具有较大的指导意义。     

隧道深部围岩薄弱区定域控制注浆技术及应用

为解决围岩深部注浆薄弱区加固效果差和存在较大注浆操作风险的难题,提出了定域控制注浆技术。通过对定域注浆器的安全性试验,取得了定域注浆器的抗破坏和止浆后的密闭抗压性可靠数据;通过对薄弱区的安全注浆终压选择试验,获得了满足薄弱区注浆加固质量要求的最大安全注浆终压参数;通过注浆材料及其混合浆液的初凝时间试验,获得了适合定域控制注浆要求的浆液配合比及其安全注浆初凝时间。试验结果表明:膨胀止浆塞的安全充填压力为1.5 MPa,止浆后能抵抗12 MPa的注浆压力;无压状态下溢流孔全部均匀出浆时其总过浆面积应为注浆管内径面积的1.0~1.2倍;薄弱区的安全注浆终压应选在其初期加固后的现实强度和再次劈裂压强之间,为2.5~3.0 MPa;基浆试验密度下配比范围为1∶1~2∶1,初凝时间为150~300 s是安全有效的。定域控制注浆技术在对深部围岩薄弱区的注浆加固中能达到安全隔压、控制浆液进行定域注浆的目的,能较好地解决相关技术难题。