顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验

顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的重要手段,为了研究注浆压力与顶管工程最终地层沉降的关系,从而在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量来减小顶管法对周围地层的扰动,为顶管工程同步注浆技术改进提供理论和实验支持。本文先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作用以及沉降机理进行分析,提出了沉降四个阶段的理论假设,再使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆模拟系统进行缩尺模型实验,模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进,通过对各组实验沉降曲线对比分析,研究和验证理论分析部分的结论。最后将实验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程并在现场布置沉降测点,发现现场监测数据规律与实验结果吻合,进一步验证了本文的结论。研究表明：注浆后的沉降可分为土体塌陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段四个阶段。土体塌陷阶段时间短沉降速度快;渗透失水阶段持续时间长总沉降量大,为地层沉降的主要部分;在泥皮形成阶段,膨润土分子在泥浆-地层接触面堆积形成泥皮,浆液不再大量向地层渗透使得地层沉降大幅减缓;最后在补浆抬升阶段,泥浆的注浆压力作用在泥皮上对上覆土产生推力,产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大,过小的注浆压力和注浆量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降,而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起,选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著,可应用于现场各类顶管工程。     

多排平行顶管施工对地表沉降影响的模型试验分析

多排顶管施工顶管间的相互影响国内外研究较少.分析多排顶管施工对地表沉降影响的特点以获得地表沉降值的规律,通过对三排顶管施工的模型试验,推测地表沉降规律变化,来分析近距离连续顶进多排顶管对地表沉降的影响.研究结果表明:1号顶管、2号顶管、3号顶管顶进所造成的沉降曲线趋势呈现先隆起后下沉最后趋于平稳的状态;先施工顶管引起的...     

地层压力变化对渗透率的影响实验研究

储层岩石在地下随有效应力改变而发生变形,从而影响其渗流特性。利用从美国引进的三轴向岩石力学测试系统,从岩石的力学特性入手,研究了储层岩石在地层压力下降和压力回弹过程中的变形特征及渗透率变化规律。实验发现,储层岩石的受力变形不是完全弹性的,在地层流体压力回弹过程中,部分变形不可恢复,地层压力恢复时机越晚,产生的塑性变形越大,地层压力恢复后的渗透率保留率越低。对于某些储层岩石,当上覆压力增大,超过其抗压强度后,又会产生裂缝,从而改善其渗透性能。     

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。     

盾尾间隙注浆对地表沉降的影响研究

以广州地铁四号线仑大盾构区间为工程背景,通过管片向地层传递的约束反力与地层原始地应力的差值来反映盾尾注浆效果,并采用二维有限元计算模型来模拟盾构盾尾注浆效果对地表沉降的影响,从而实现盾构施工地表沉降的理论预测.数值模拟表明,注浆效果对限制地表沉降作用明显.现场监测同样证实,不同注浆效果将引起不同的地表沉降,且随着注浆效果的提高地表沉降将随之减小.进而验证了数值模拟的合理可行性.     

桩底压力注浆桩承载力的试验研究

通过对三根桩的静载试验，研究了桩底压力注浆的效果，并对压力注浆提高桩承载力的机理进行了分析。     

天津地区盾构施工对地层沉降的影响

以天津地铁2号线某盾构隧道施工段为背景,运用有限元模拟并结合现场监测资料,研究盾构施工对地层沉降的影响．结果表明：地表任一断面在盾构施工过程中都要经历一个随距开挖面相对位置不同而不断变化的沉降过程;同一断面不同深度处土层的沉降量及沉降影响范围不同,深层土体受施工扰动响应较地表更为敏感;通常情况下浅表层与深层土体沉降趋势一致,但由于城市地表硬壳层的存在,会导致监测数据较实际沉降值偏小,实际工程中应重视这种现象．     

异常地层压力的形成机理与意义

地层压力异常是含油气盆地沉降中心都具有的普遍特征，正确计算地层压力在油气远景评价中占有重要地位。该文从四个方面简要探讨了异常地层压力的形成机理、应用等，同时阐明地层异常压力在含油气盆地勘探开发中所具有的战略意义。     

松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应分析

依托江西萍莲高速莲花隧道,建立考虑松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应的隧道开挖三维有限元计算模型,实现不同管棚注浆加固参数对隧道开挖稳定性影响的定量分析,在数值计算过程中研究注浆加固区力学参数(弹性模量、黏聚力)、管棚间距、注浆半径等因素对隧道稳定性的影响,并将研究成果应用于依托工程中,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明:在隧道进洞段,隧道拱顶区域与掌子面前下方区域存在塑性区,上述2个区域为隧道进洞开挖过程中最易失稳的区域;管棚注浆加固可有效限制围岩变形,降低围岩体积应变,且管棚注浆加固区可有效隔离拱顶区域的围岩塑性区,有利于保证隧道拱顶安全;在整个管棚注浆加固长度内,管棚最大沉降量出现在隧道开挖掌子面附近;管棚最大沉降量的绝对值与注浆加固区弹性模量及注浆半径负相关,而与管棚间距正相关,但管棚间距对管棚最大沉降量的影响程度相比其他2个因素小。     

松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应分析

依托江西萍莲高速莲花隧道,建立考虑松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应的隧道开挖三维有限元计算模型,实现不同管棚注浆加固参数对隧道开挖稳定性影响的定量分析,在数值计算过程中研究注浆加固区力学参数(弹性模量、黏聚力)、管棚间距、注浆半径等因素对隧道稳定性的影响,并将研究成果应用于依托工程中,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明:在隧道进洞段,隧道拱顶区域与掌子面前下方区域存在塑性区,上述2个区域为隧道进洞开挖过程中最易失稳的区域;管棚注浆加固可有效限制围岩变形,降低围岩体积应变,且管棚注浆加固区可有效隔离拱顶区域的围岩塑性区,有利于保证隧道拱顶安全;在整个管棚注浆加固长度内,管棚最大沉降量出现在隧道开挖掌子面附近;管棚最大沉降量的绝对值与注浆加固区弹性模量及注浆半径负相关,而与管棚间距正相关,但管棚间距对管棚最大沉降量的影响程度相比其他2个因素小。     

桩底压力注浆桩承载力的试验研究

通过对三根桩的静载试验，研究了桩底压力注浆的效果，并对压力注浆提高桩承载力的机理进行了分析。     

煤矿覆岩离层注浆减缓地表沉降机理与应用探讨

对采动覆岩离层发展的时空规律、离层带注浆减沉效果评价方法和离层带注浆减缓地表下沉在建（构）筑物下采煤中的应用等问题进行了探讨．认为：在相同地质采矿条件下,离层带高度随采空区尺寸变化而变化,当采空区尺寸达到充分采动尺寸后,离层带高度达到该条件下的最大值;准确地评价注浆效果应是根据同一采区实施注浆后的实测地表下沉盆地体积与未实施注浆的实测下沉盆地体积比较而定     

富水砂卵石地层超细水泥注浆模型试验与工程应用研究

通过室内模型试验进行超细水泥注浆研究,提出了富水、围岩松散等复杂条件下斜井全断面超前预注浆、地面预注浆、壁后注浆的综合处理方法。跟踪监测结果表明,注浆后围岩的稳定性和承载力大幅提高,巷道涌水及断面收敛变形的现象得到有效控制。通过工程实践发现,超细水泥注浆起到止水及加固围岩的作用,对富水巷道需不断止水的状况有所改善,达到了预期的安全性和可行性要求。     

土层锚杆劈裂注浆作用机理的分析

文章分析了影响土层锚杆承载力发挥的因素和劈裂注浆作用机理,完成了劈裂注浆作业参数的计算推导,并在此基础上,进行了岩石锚杆劈裂注浆的压力计算。劈裂注浆不但可增加锚固段的体积与表面积,改善锚固段周围土体的力学特性,还可以大幅度提高锚杆的承载力。     

双重管注浆加固软弱地层试验研究

在某城市地铁车站出入口通道,为检验淤泥质地层中双重管注浆的效果,进行了现场注浆试验,试验中对注浆顺序、扩散半径、不同配比等进行了对比,就注浆对管线影响情况进行了监控,并结合试验结束后的原位试验及室内试验,对注浆效果进行了综合分析和评价．通过试验表明双重管注浆可以达到地层加固的目的,能够满足本工程暗挖施工的需要．     

盾构隧道壁后注浆对地表沉降影响数值模拟研究

论文针对上海地铁2号线工程,采用三维数值模拟软件FLA3D对盾构隧道开挖后壁后注浆对地表沉降影响进行了模拟计算与实测数据的对比分析研究.研究揭示了注浆长期强度和注浆浆液时间-强度变化对地表沉降的影响规律,所得结论可供盾构隧道设计与施工参考使用.     

地层压力衰减对水平井井壁稳定性的影响

根据等效塑性应变准则,在分析井壁岩石等效塑性应变相对变化量与地层压力衰减值的基础上,研究稳定井壁临界生产压差与地层压力衰减之间的关系。研究发现,井壁稳定性随着地层压力的衰减而减弱,临界生产压差随着地层压力的衰减而减小,且临界生产压差与地层压力衰减值呈幂函数关系。针对水平井开发提出了一套井壁稳定实时监控和生产压差合理调整的方法。     

浅谈压力注浆提高桩基承载力的方法

压力注浆工艺在大直径灌注桩施工中，可以提高桩的端承力和侧面摩阻力、改善持力层受力状态和荷载传递性能，从而可以大幅度提高桩的合格率。     

盾构隧道施工注浆参数合理取值的简化算法

在盾构隧道施工中,临近隧道部分土体因应力扰动产生变形,土体变形大小与注浆参数密切相关。为分析盾构施工对临近土层强度破坏和变形的影响,根据土体的强度破坏准则,研究了注浆压力的合理取值范围,并从施工安全的角度提出了最优注浆压力的确定方法;然后,采用镜像法分析了注浆量和地表沉降的关系,并通过和工程现场实测数据的对比分析,得出地表位移和注浆量基本呈线性关系这一结论。在此基础上,提出了以控制沉降为目标来确定最佳注浆量的一种简化计算方法。