钻孔灌注桩桩底灌浆分析

提出了一个确定钻孔灌注桩桩底灌浆浆体形状及尺寸的方法．该方法考虑桩端对灌浆渗流场的影响,假定浆水分界面是变球心的球面与圆锥台面组成的复合面,其球心随灌浆量的增加而下移．该假定较以往的灌浆假定有显著改善,与实际灌浆情况较为符合,可以较精确地根据灌浆量确定浆水分界面．并讨论了浆水分界面的控制参数对浆体尺寸的影响．最后给出一个灌浆算例说明本文方法．     

桩底灌浆分析

提出了一个在土骨架不可压缩假定下分析柱底灌浆压力场的方法。该方法在径向渗流理论基础上考虑了浆液与水之间的相互作用,求解了灌浆引起的超静水压力及其梯度、灌浆量及浆球半径关系、灌浆量的计算,并给出了同现场灌浆资料确定浆液渗透系数的方法。讨论了一些对灌浆压力场有重要影响的参数。     

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.     

砂砾石层渗透灌浆模拟试验

在砂砾石地层介质中进行灌浆时,地下水的渗流作用对浆液不同方向的扩散半径产生影响,对此进行室内渗透灌浆模拟试验.采用均匀设计的理念,构造了整体试验方案,通过分析各影响因素与浆液扩散半径和灌浆量的线性关系,得出灌浆压力、浆液水灰比、地层渗透系数、渗流流速等因素对浆液扩散半径、灌浆量的影响规律.试验结果表明:影响浆液扩散半径、灌浆量的显著因素是地下水渗流作用,其次是灌浆介质本身的渗透系数和浆液水灰比;渗流速度与浆液下侧扩散半径呈正相关关系,与浆液上侧扩散半径呈负相关关系,对浆液侧向扩散半径影响较小且呈正相关关系.     

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。     

盾构隧道同步注浆浆液压力时空分布规律

盾构隧道施工过程中同步注浆浆液压力变化对邻近管片结构内力分布有较大影响,为实现对注浆压力的精细化控制,保证盾构安全掘进,研究浆液压力的时空分布规律.在考虑浆液粘度和地层渗透系数时变性的基础上,统一了同步注浆过程中浆液填充、扩散与消散过程,得到了浆液压力沿管片环向与纵向分布的理论计算式.依托工程实例及浆液流变试验结果,建立数值模型,得到了浆液压力沿管片三维时空分布规律.研究表明:同步注浆过程中浆液固结及注浆压力的衰减对浆液压力分布影响较大.浆液粘度增大,浆液流动性与地层渗透系数逐渐减小,使浆液压力沿管片扩散及消散幅度减小,进而影响管片内力分布.考虑了浆液压力时空变化特性的计算模型使管片受力特征与现场实测结果更加接近.研究成果为精细化分析施工阶段管片受力提供了计算依据.     

盾构隧道壁后注浆浆体变形特性

利用浆体变形单元体模型试验装置,研究了不同浆体压力、不同围岩土质条件以及不同地下水压作用下的盾构壁后注浆体的变形规律。试验研究表明,较高的浆体压力有利于加快浆体排水固结速率并增大浆体的最终变形量。土体的渗透系数是影响浆体变形的重要因素。在砂性土体中,地下水压对浆体的变形影响较大,在粘性土体中,浆体压力对浆体的变形影响较大。该装置可以用于研究浆液注入盾尾空隙后的受力状态、浆体的变形特性,有助于更深入地明确壁后注浆控制地层应力释放和地层变形作用。     

桩底灌浆钻孔灌注桩竖向承载性能研究

在桩底灌浆预制桩承载性能的研究基础上,进一步研究桩底灌浆钻孔灌注桩的承载性能．首先,考虑了钻孔灌注桩桩端对灌浆产生的渗流场的影响,并提出了一个近似地确定浆水分界面和灌浆体尺寸的方法．然后,凝结的灌浆体作为桩体的扩展和延伸采用有限元法分析了桩底灌浆钻孔灌注桩的性能．结果表明,桩底灌浆可以有效的提高钻孔灌注桩的承载能力．     

灌浆压力测量误差的正交试验分析

灌浆规范中的灌浆压力是作用在灌浆岩体上的孔内灌浆压力。由于工艺的约束,现行灌浆监控过程常用孔口压力表示孔内灌浆压力,造成了灌浆压力的测量误差。针对非循环灌浆工艺,通过建立流体管道流动模型开展数值计算,采用多因素多水平正交法探究灌浆压力误差受浆液配比、浆液流速、灌浆孔深的相对影响,并采用统计法来分析不同工况下的显著影响因素。研究结果表明：灌浆压力较小时,灌浆压力误差普遍较大;若此时灌浆孔深且流速较大时,灌浆压力的测量误差则会超过灌浆压力仪表0.5%的精度要求,须进行误差补偿。其次,极差分析结果表明灌浆孔深是造成测量误差的主要因素,灌浆流速是第二个主要因素。而综合所有试验结果,浆液流速和灌浆孔深接近时,浆液配比越小,绝对偏差越大。结合上述正交试验和数值模型获取了不同工况下孔内灌浆压力值。     

河南大峪沟煤业集团炭煤矿突水机理分析与治理

结合炭煤矿水文地质特征,分析了主要含水层和隔水层对突水的影响,研究了炭煤矿突水防治问题．结果表明,巷道底板灰岩裂隙发育,水压较高,加之矿压影响是造成奥陶系灰岩寒武系灰岩突水的主要原因．采用先封堵巷道截流再钻探延伸封堵奥陶纪灰岩裂隙治源的综合注浆堵水方案,并在较大面积内加固顶底板,堵水率可达到90％．此方法为解决炭煤矿动水注浆堵水问题提供了参考．     

堤防锥探灌浆加固后的渗流及稳定性比较分析

总结了某堤防工程主要病险问题与安全现状,提出了相应的加固设计方案,重点对长期存在的堤身渗水问题开展灌浆防渗方案比较分析,对优选的锥探灌浆进行了较为详细的设计。在此基础上,采用饱和-非饱和、稳定-非稳定渗流有限元计算理论,对锥探灌浆防渗加固前、后的堤防开展稳定渗流场以及水位骤降工况下非稳定渗流场计算,对堤身孔压变化规律等渗流性态进行研究,并开展相应的堤坡稳定计算。结果表明,采用锥探灌浆加固后,堤身渗流量和逸出坡降明显减小,浸润线降低,防渗效果显著,且各工况下堤坡抗滑稳定安全系数提升明显。     

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。     

桩底灌浆在桩端周围土体中引起的应力分析

为研究桩底灌浆在桩端周围土体中引起的应力 ,基于桩底灌浆分析求得压力头梯度分布 ,采用有限元法分析了由灌浆产生的渗透力在桩端周围土体中引起的应力及其分布 .分析结果表明 ,灌浆在周围土体中引起的应力沿径向迅速衰减 ,主要作用范围集中在浆球内 .由于水泥砂或水泥砾石的刚度与强度很高 ,在研究灌浆桩的整体性能时 ,可将凝结后的浆球作为桩身的延伸部分予以考虑     

化学灌浆在防渗帷幕中的应用

文章讨论了化学灌浆在威海市垃圾处理厂截污坝防渗帷幕中的应用及效果。截污坝是垃圾处理厂的主要部分,其防渗能力直接关系工程的优劣。采用水泥灌浆后所做的压水试验证明,岩土的渗透性能虽然得到改善,但是达不到设计要求。尔后通过中间夹单排化学灌浆补强的布孔形式改进了施工工艺,进行了防渗的再处理。结果表明,结合化学灌浆后大大提高了岩体的防渗能力,效果明显,达到了设计要求。     

裂隙岩体灌浆特性的研究

裂隙是灌浆的主要对象，应用幂律液体摩阻力定律，推导出灌浆压力，浆液特性，裂隙开度及浆液扩散半径之间的关系式。在此式基础上，分析研究了浆液趋于牛顿浆液时裂隙中的压力分布，以及灌浆各因素之间的相互影响关系     

孔隙砂岩地层涌水灾害注浆治理的新设备及方法研究

为解决针对于孔隙砂岩水害注浆治理缺乏有效的针对性注浆设备和方法的问题,研制了一种针对孔隙砂岩水害治理的新型注浆设备,通过连续挤压方式在注浆过程中可以输出稳定低压和可控流量。提出了针对于孔隙砂岩注浆治理的新方法,辅以新型注浆设备可有效提高砂岩介质的可注性,保障注浆加固效果。将新型注浆设备和方法成功应用于孔隙砂岩介质模拟注浆试验,并应用活塞式注浆泵进行了对比试验。根据浆液扩散半径、扩散形状、注浆压力波动等实验结果表明,活塞式注浆泵不适用于孔隙砂岩的注浆治理,进一步验证了孔隙砂岩注浆治理的新方法以及新设备的科学性和可行性,为地下工程孔隙砂岩涌水灾害治理提供了新的思路。     

Penetration grouting reinforcement of sandy gravel

To study the relationship between grouting effect and grouting factors, three factors （seven parameters） directionless pressure and small cycle grouting model experiment on sandy gravel was done, which was designed according to uniform design method. And regressing was applied to analysis of the test data. The two models test results indicate that when the diffusing radius of grout changes from 26 to 51 cm, the grouted sandy gravel compressing strength changes from 2.13 to 12.30 MPa; the relationship between diffusing radius（R） and water cement ratio（m）, permeability coefficient（k）, grouting pressure（p）, grouting time（t） is R=19.953m^0.121k^0.429p^0.412t^0.437; the relationship between compressing strength（P） and porosity（n）, water cement ratio, grouting pressure, grouting time is P =0.984n^0.517m6-1.488p^0.118t^0.031. So the porosity of sandy gravel, the permeability coefficient of sandy gravel, grouting pressure, grouting time, water cement ratio are main factors to influence the grouting effect. The grouting pressure is the main factor to influence grouting diffusing radius, and the water cement ratio is the main factor to influence grouted sandy gravel compressing strength.     

幂律型流体柱形渗透注浆机制

为进一步完善与丰富幂律型流体的渗透注浆理论,探讨了幂律型流体的柱形渗透注浆机制.采用理论分析与实验研究等方法,以幂律型流体流变方程及渗流运动方程为基础,推导了幂律型流体柱形渗透注浆扩散机制;分析它的适用范围及参数确定方法,并设计室内注浆试验对其进行验证.结果表明:实际测量计算的幂律型流体在被注砾(砂)石体中的等效扩散半径值与由幂律型流体柱形渗透注浆扩散机理公式计算出的扩散半径理论值间虽有30%35%的差异,但都处于可接受误差范围内.幂律型流体柱形渗透注浆扩散机理在整体上能较好地反映幂律型流体在被注介质中的柱形注浆渗透扩散规律,可为实际注浆施工提供理论支撑与指导作用.     

Grout diffusion characteristics during chemical grouting in a deep water-bearing sand layer

The deep, loose bottom aquifer of the eastern air shaft in the Xinglongzhuang Coal Mine was used to develop an experimental model of shaft grouting through Model deep soil. Lab experiments using chemical grouting were done to study the grout. The grouted soil shapes and osmotic pressure were measured during the experiments. The tested characteristics of the grouted soil show that the diffusion mode of grout in saturated sandy soil is a combination of split compaction and osmosis. More specifically, the shape of the grouted soil is determined by split compaction while the size of the grouted soil shape is determined by osmosis. Sensor test results indicate that the main reason for the non-uniform grout diffusion is the anisotropic osmotic pressure field surrounding the grouting holes.     

桩端后注浆上返高度及桩顶冒浆处理

在幂律型浆液平板窄缝流动模型的基础上,推导出了桩端后注浆浆液上返高度的计算公式。并对上返高度随注浆压力、桩埋深、桩径、泥皮厚度的变化情况进行计算分析,结果表明：桩底浆液压力越大、桩侧泥皮越厚、桩长越短,浆液上返高度越大,即越容易发生桩顶冒浆。工程实例研究表明,桩顶冒浆的主要原因包括桩侧泥皮厚、试桩龄期短、持力层可注性差和桩底沉渣厚。通过降低注浆压力,减小桩侧泥皮及桩底沉渣厚度,提高泥皮强度可以防止桩顶冒浆的发生。对于发生桩顶冒浆的试桩,可采用间歇注浆进行处理。与未发生桩顸冒浆的桩相比,发生桩顶冒浆并通过复注达到设计注浆量的桩,其极限承载力较高。这是由于沿桩侧泥皮上返的浆液,通过劈裂、置换桩侧泥皮,使桩侧摩阻力略微提高。