一种新的衍生的劈裂灌浆现象

在对望花亭水库既有土坝坝基大理岩灌浆过程中发现,存在劈裂坝体及坝顶出现劈裂缝、坝顶或坝坡冒浆等异常劈裂现象,该现象既不同于白氏劈裂式灌浆法,也和章氏劈裂式灌浆法不同,是在对坝基灌浆过程中形成的一种新的衍生的劈裂灌浆现象。考虑到对坝基所用的灌浆材料为水泥浆液,并且凝结后在坝体内形成的结石体改变了既有土坝的均质性,因此,人们总是担心这种坝基灌浆方法是否会对坝体构成新的隐患。在介绍传统劈裂式灌浆方法的基础上,对新的衍生的劈裂灌浆现象与章氏灌浆法的灌浆目的、出浆位置、灌浆材料、帷幕形态、坝体变形以及坝体稳定性计算等方面进行了简单的对比与分析。建议重点研究这种新的衍生的劈裂灌浆现象劈裂坝体后所形成的结石体与坝体土的结合程度、结石体的形态、结石体与坝体土的变形状况、结石体对坝体结构安全性及渗流安全性的影响程度及灌浆机理等,这不仅有利于灌浆实践活动,也会进一步促进劈裂灌浆理论的发展。     

西埠上坝劈裂灌浆

本文通过西埠土坝坝体劈裂灌浆试验,系统地观测了孔隙水压力、土压力、灌浆压力、裂缝开展、坝体变形、泥浆和坝体固结等的变化过程;初步论述了劈裂灌浆的规律,给出了控制劈裂灌浆的压力和浆液收缩等计算公式。对改进灌浆工艺,提高灌浆效果也提出了建议。     

堤坝劈裂灌浆造孔间距改变的灌浆效果评价

堤坝劈裂灌浆技术是改善堤坝工程内在质量的一项重要技术措施,然而目前对该技术浆液在坝体内的渗透固结机理尚不明确,无法对灌浆后坝体的防渗效果进行有效地评价。为此,假定施工工艺其他条件不变的情况下,针对灌浆孔间距布设与劈裂灌浆防渗实际效果之间的相互作用规律,基于大型有限元数值计算方法,采用Mohr-Coulomb Hardening本构模型,通过布设不同间距灌浆孔的流固耦合计算,研究了堤坝劈裂灌浆过程中浆液所产生的孔隙水压力、堤坝应力应变等分布规律,揭示了堤坝劈裂灌浆浆液在土体内渗流固结机理,探讨了其对坝体稳定性的影响,评价了灌浆效果。     

防渗技术在水利工程施工中的应用

<正>在水利工程当中防渗技术不能忽视,相关人员需要加强对防渗技术的研究,工程渗漏原因包括设计缺乏合理性以及施工措施不科学、施工模板支撑缺乏牢固性、施工过程为了方便进行过多区域划分、工程底板大面积积水。对此,需要采取有效的措施进行完善,保障工程质量以及防渗能力。1灌浆技术(1)土坝坝体劈裂灌浆技术。此种灌浆技术是利用坝体的应力规律,依据坝体的轴线来布置孔洞,使用浆泵利用压力的作用将浆液灌注到孔洞当中。使用此防渗技术,可以确保坝体与浆液之间的挤压作用,从而实现加固坝体的目的。在使用此灌浆技术的过程中,需要详细分析坝体的实际情况及缝隙,科学选择应对     

对《土坝坝体灌浆技术规范》(SD266-88)修改的建议

《土坝坝体灌浆技术规范》(SD266-88)可分为充填式灌浆和劈裂式灌浆两部分,但重点阐述劈裂式灌浆方面的内容,而这种劈裂式灌浆技术是建立在白氏法基础上的。随着劈裂式灌浆实践的不断深入及应用范围的不断扩大,灌浆理论和施工方面都在不断突破现行规范的限制,出现新的劈裂灌浆施工工艺,如章氏法、循环劈裂式充填灌浆法、新的衍生的劈裂灌浆法等,提出灌浆起始劈裂点、帷幕形态及帷幕耐久性、灌浆压力计算、浆液运动规律的物理模型、复灌次数及复灌间隔时间的确定等问题,都需要充实到新的灌浆规范之中。故提出修改现行规范的具体建议,可扩大劈裂式灌浆至所有土坝(不再限制坝高、坝型),将白氏法劈裂式灌浆中的接触带劈裂灌浆、土坝基础劈裂灌浆、渠道防渗劈裂灌浆、地基无限体劈裂灌浆、基础固结劈裂灌浆,以及章氏法劈裂式灌浆的内容增添到规范中;强调必须进行灌浆试验,确定对堤防工程及土坝岸坡段每孔复灌次数不少于3次,灌浆间隔时间不得少于3 d,计算得到的灌浆压力乘以1.1～1.3的系数等;强调必须以开挖探井检查灌浆效果为主,增加灌浆定额部分,实行监理制度等内容,以便指导灌浆实践活动。     

劈裂灌浆扩散机理研究

劈裂灌浆在实际工程中应用相当广泛。由于影响浆液扩散的因素众多,劈裂灌浆扩散机理尚不明确,尤其是不同给压方式(稳压和脉动)对浆液扩散的影响研究很少,对这两种方式下的劈裂灌浆机理进行了探讨。对于稳压灌浆方式,基于水力劈裂缝的扩展形态来考虑浆液的运动,视劈裂注浆扩散形态为平面辐射椭圆,采用恒缝高矩形断面模型,推导出宾汉流体的劈裂灌浆扩散方程,并分析了灌浆压力、浆材黏度、土体弹性模数、劈裂通道宽度对浆液扩散范围的影响。对于脉动灌浆方式,由于施加给受灌体荷载的延滞效应和脉动叠加作用,多次脉动灌入的浆液会使劈裂通道宽度逐渐增大,采用扁球体的劈裂灌浆模型,推导出脉动方式时的浆液扩散方程,分析了脉动灌浆频率等与浆液扩散距离的相互关系;结果表明,浆液的扩散距离与脉动频率的关系曲线存在一个极小值,发生在脉动频率为10 min次时,这一参数可作为脉动灌浆方式的控制参数。最后将前人的稳压灌浆模型与本文的脉动模型与相互比较,研究两种灌浆方式劈裂扩散机理的差异,得到脉动灌浆时浆液扩散距离要远短于稳压方式的,表明通过采用脉动灌浆,调节相关参数能有效控制浆材扩散范围,相关规律可为工程实际提供理论依据。     

浅谈劈裂灌浆在土坝防渗处理中的应用

重点介绍了土坝坝体劈裂灌浆的设计要求和土坝坝体劈裂灌浆的施工要求,通过劈裂灌浆在某水库土坝防渗加固工程应用的实际情况,说明了该项技术在水利工程中应用的可行性及其良好的效果。     

土坝坝体劈裂式灌浆施工技术的商榷

由于白氏法及章氏法灌浆技术中的护壁管深浅不同,从而使初始劈裂坝体位置也不相同,必然对坝体的帷幕形态、灌浆起始劈裂点、浆液运动规律和灌浆机理等产生影响。白氏法的帷幕形态可归纳为纵向、横向或斜向及水平向3 类,章氏法的帷幕形态可归纳为纵向、横向或斜向、水平向、交叉状及准桩凝固体5 类。但帷幕形态差异较大,如白氏法的纵向帷幕多中间厚上下窄,章氏法的纵向帷幕则为下宽上窄,这是由于灌浆起始劈裂点及浆液运动规律不同造成的。白氏法的起始劈裂点是随机的,而章氏法的起始劈裂点可人为进行控制。白氏法的浆液运动规律可概化为点(随机劈裂点)–线(钻孔)–面(沿坝轴线水平发展)的物理模型,而章氏法的浆液运动规律可概化为点(孔底0.1～0.5 m 处)–面(沿坝轴线呈放射状发展)的物理模型。白氏法的灌浆原理、灌浆机理研究虽相对较为成熟并有规范可循,但灌浆实践不断超越规范规定的范围。总体来说章氏法仍沿用白氏法的原理、灌浆机理和规范,是否合适尚值得商榷。为了解决白氏法坝体下部帷幕较薄或不能灌及的问题,并为章氏法建立理论框架,特提出了修订现行土坝坝体灌浆技术规范的建议。     

浅谈劈裂灌浆在土坝防渗处理中的设计与应用

重点介绍了土坝坝体劈裂灌浆的设计要求和土坝坝体劈裂灌浆的施工要求,通过劈裂灌浆在某水库上坝防渗加固工程应用的实际情况,说明了该项技术在水利工程中应用的可行性及其良好的效果。     

砂土注浆的颗粒流细观力学数值模拟

灌浆工程隐蔽性较强,浆液扩散机理远不成熟。基于细观力学理论的PFC2D数值仿真试验技术,可以从细观角度研究灌浆过程中土颗粒的位移、变形运动及与浆液的耦合作用过程,为注浆机理研究开辟了一条新的途径。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、时间步长、水力传导系数等参数对浆液的注浆过程进行了模拟计算。模拟结果表明,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,为达到理想的劈裂灌浆效果需要适当提高注浆压力,但过高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,指出土体环向拉应力的增加导致钻孔周围产生劈裂缝,浆液由渗透作用方式向劈裂作用方式转变,数值模拟结果与理论推导结果相符。劈裂灌浆作用发生时,孔隙率和应变率均增加。流动性能差的稠浆适于压密灌浆和劈裂灌浆,流动性能好的稀浆则适于渗透性灌浆,而浆液的渗透性能对高压劈裂灌浆的作用效果影响不明显。     

湿陷性黄土中水泥浆液注浆加固机理

通过分析湿陷性黄土的组成结构、湿陷机理、力学性能,研究了外界荷载作用下湿陷性黄土的变形及破坏机理;在湿陷黄土中做原位水泥浆液注浆加固试验,分析了注浆过程中不同时间段两者之间的相互作用;对注浆后土体纹理结构以及变形进行分析,研究了水泥浆液在湿陷性黄土中的加固机理;采用弹性力学和断裂力学进行理论计算,研究了水泥浆液与土体之间在注浆过程中的相互作用。结果表明:水泥浆液注浆对湿陷性黄土能起到有效的加固作用;湿陷性黄土注浆过程中水泥浆液造成湿陷量极小,并在压力作用下能够迅速对湿陷进行补偿;水泥浆液在黄土中的加固机理包括填充注浆、劈裂注浆、压密注浆,控制注浆压力能有效实现在湿陷性黄土中的压密注浆、劈裂注浆。     

基于宾汉体浆液的黄土可控劈裂注浆研究

浆脉在土体的分布在很大程度上影响注浆效果,为了在黄土中实现浆脉可控劈裂注浆,采用平板窄缝模型推导了宾汉体浆液在黄土中的扩散理论,得出扩散半径与注浆压力差、裂缝参数、浆液性质等参数有关。以此为出发点,设计现场注浆试验,结果表明:通过控制注浆参数和施工过程可基本实现浆脉尺寸、间距等与设计值偏差在±40%以内;浆液压力较低时在黄土中主要以挤压作用为主,挤压扩散半径约为注浆管直径的1.2~2倍,压力较高时以劈裂为主;试验最终形成的复合地基桩芯结实体在深度越浅处强度越低,实际注浆中应考虑提高地表处结实体强度,为实际注浆工程中注浆参数的设计提供一定参考。     

无盖重固结灌浆工艺技术及工程应用

常规的固结灌浆需要先浇筑3m～4.5m厚的混凝土,在其强度达到50％以上设计强度后再进行固结灌浆施工,其工艺技术较为成熟,已经列入了有关规范.由于在灌浆时就有足够的混凝土盖重,可以提高灌浆压力,对表层基岩也可以用较高的压力进行灌浆,而不必担心岩基上抬;盖重混凝土对表层岩体起压重作用的同时,也对漏浆岩缝起堵塞作用,即使从...     

山岭隧道渗漏水防治新方法

山岭隧道的渗漏一直是困扰铁路工程师们的一个重要课题，本文认为要从根本上解决山岭隧道的渗漏问题，必须应用地下水动态平衡方法与可控域固化注浆技术。本文简单介绍了粘土固化浆液的特点、基本性能和粘土固化浆液新型注浆材料。     

土体劈裂注浆过程的数值模拟及浆脉形态影响因素分析

针对现有数值方法对土体劈裂注浆中裂缝产生和扩展过程模拟困难的现状,采用自主研发的基于有限元与流体体积函数的数值方法对劈裂注浆过程进行了模拟研究,再现了土体劈裂注浆过程中裂缝的产生以及浆脉扩展过程。数值模拟获得的劈裂注浆浆脉扩展过程与已有理论分析及试验所得规律基本一致,表明采用该方法模拟土体劈裂注浆问题是可行的。在此基础上分析了注浆深度和土体模量两个因素对浆脉形态的影响规律。结果表明:数值模拟可以呈现劈裂注浆过程的几个阶段,包含"浆泡"挤密、初始竖向劈裂、斜向二次劈裂等阶段;在二次劈裂发生之前的挤密阶段和竖向浆脉扩展阶段,地层竖向位移增加较小,而二次劈裂之后的斜向浆脉的产生和扩展是地层竖向位移增加的主要阶段;随着注浆深度的增加浆脉的分支越来越少而且方向性更加明显,浆脉宽度也越来越小;随着土体模量的增大,注浆孔周边"浆泡"体积减小,浆脉的宽度逐渐变窄。工程实例的模拟表明,该数值模型能很好的反映工程现象,对工程实践具有一定的指导意义。     

动水环境下粗糙单裂隙注浆数值模拟

动水环境下水泥浆液在裂隙中的扩散规律是裂隙注浆研究的一个重点,用有限元模拟浆液在粗糙单裂隙中扩散过程,对浆液在动水环境下影响因素进行了分析,利用裂隙走向上的曲折表征裂隙的粗糙度,建立裂隙三维模型形成独立的流域,设定注浆压力、动水流速及初始边界条件进行计算。注浆时间、注浆压力及粗糙度系数3个因素各4个水平,保持其中两个因素取值不变,另一个因素分别取4个水平值时的浆液扩散情况,得到各因素对浆液扩散距离的影响。结果表明,浆液扩散距离与时间、注浆压力呈线性关系,时间越长,浆液扩散越远;注浆压力越大,扩散越远;浆液扩散距离与节理粗糙度系数关系呈负相关关系,节理粗糙度系数越大,浆液扩散距离越小。     

广州新电视塔袖阀管双液注浆砂层地基加固技术

广州新电视塔地下室车道砂层透水性差,在土方开挖中遇到流砂、涌水等现象.经注浆技术比较,选用袖阀管双液化学注浆法对土体进行固化止水.分析了砂土中所注浆液的配合比和注浆压力,对注浆施工流程、机械选用、钻孔布置及钻孔、浆液配制、下管和注浆施工等问题进行详细介绍,对注浆过程注意事项进行探讨.经加固的土体能满足施工要求,坍塌、涌水现象得到控制,地基固化土抗压强度达到10～24MPa.     

奥陶系灰岩顶部超前区域注浆浆液选配分析

煤矿底板注浆加固或改造广泛采用水泥基浆液,而由于注浆材料和浆液性能的差异,在注浆实践中缺少对注浆材料的合理选配及浆液类型和配比的有效调控,致使超前注浆效果难以达到预期目标。针对上述问题,以邯邢矿区奥灰顶部注浆改造为背景,通过分析奥灰顶部宏、细观发育特征,结合当地注浆所用水泥、黏土和粉煤灰等注浆材料的粒径分布特征,对注浆材料进行了合理选配;考虑水灰比、水玻璃掺量、奥灰水化学类型、固相比等因素,对水泥基浆液的物理力学性质进行了正交试验,得到了水泥基浆液物理力学性质及其主控因素。研究结果:奥陶系灰岩顶部峰峰组七段岩层富水性和渗透性大于其上部峰峰组八段,细观空隙中数量占比以闭合裂隙和微张裂隙为主,均值分别为120 μm和420 μm,宽张裂隙和中张裂隙在裂隙面积中占主要比例,具有较好延展性;奥灰顶部注浆改造过程中可采用水泥-粉煤灰或水泥黏土浆液进行“垫底式”充填注浆,而后采用水泥浆液对微小裂缝和闭合裂隙进行升压注浆或劈裂注浆;水泥浆液、水泥-粉煤灰浆液、水泥-黏土浆液的凝结时间主控因素均为水玻璃掺量,水泥浆液黏度的主控因素为水玻璃掺量,水泥-粉煤灰浆液和水泥-黏土浆液黏度主控因素均为水灰比,水泥浆液和水泥-粉煤灰浆液结石率主控因素均为水灰比,水泥-黏土浆液结实率主控因素为水玻璃掺量,三种浆液抗压强度和抗折强度主控因素均为水灰比;综合注浆工艺、承压含水层静水压力、受注地层特征等因素,得到了满足静水压力10 MPa的奥灰顶部适用性的配比浆液和调控工艺,可为奥灰顶部超前区域改造注浆材料选配和浆液调控提供借鉴和参考。