盾构同步注浆浆液固结及压力消散两相渗流理论模型研究

盾构隧道同步注浆过程中,由于浆液注入盾尾间隙后的压力高于地层静水压力,所以浆液会扩散到地层中发生渗流,并随着时间发生固结,浆液压力随之消散。在现有的分析模型中,浆液在地层中的渗流被看作单相流问题,忽略浆液与地下水在地层中渗流的差异性。在现有解析公式的基础上,将浆液在地层中的压力消散和渗流视为二维的两相流模型,分析浆液渗流以及驱替作用下地下水渗流引起的水头损失,并且考虑浆液黏度时变性的影响,推导盾构同步注浆浆液固结及压力消散的两相渗流理论模型。研究结果表明,浆液黏度时变性对浆液固结及消散的压力稳定值和体积损失率等计算结果有较大影响,浆液固结及压力消散理论模型中应根据固结时间和浆液扩散范围考虑浆-水两相渗流过程。     

含水合物沉积物强度特性的三轴试验研究

针对含水合物沉积物基础力学试验数据相对缺乏的现状，分别采用通气法和预冻结法制备了含甲烷水合物和含四氢呋喃(THF)水合物的砂性沉积物试样，并通过低温高压三轴试验系统研究了含水合物沉积物的强度特性及其影响因素，重点分析了试样强度在不同水合物饱和度情况下的发展规律，并证实了试验反压的重要影响。结果表明：试样黏聚强度随水合物饱和度增加呈指数型增长。当水合物饱和度不高时(<50%)，试样内摩擦角变化不大；当饱和度较高时（>80%)，由于土颗粒咬合作用不能充分发挥，试样内摩擦角降低。另外，反压有助于提高水合物强度，从而提高含水合物沉积物的强度。