砂性地层注浆浆液扩散特性

对南京地区河砂采用筛孔分别为5,2,0.5,0.2 mm 的筛网筛分后,分为不同粒径的砂土,以渗透系数为控制指标,根据试验需要对所用河砂进行配比,模拟出4种砂砾土层。通过对自行研制的一种渗透注浆装置进行室内模拟注浆试验,研究了4种不同颗粒级配的砂样在不同注浆量、水灰比、注浆压力等影响因素下浆液的扩散特性,并在此基础上进行多元线性回归分析。结果表明:浆液扩散半径主要影响因素的主次顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 注浆量主要影响因素的顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 结核体强度主要影响因素的顺序为水灰比、渗透系数、注浆压力; 结合试验结果拟合得到了浆液扩散半径、注浆量、结核体强度与渗透系数、浆液水灰比、注浆压力之间的定量关系式; 砂性地层中的浆液扩散半径存在有效半径,为初始半径的75%～80%; 对于在砂性地层中的浆液扩散行为,具有多种浆液扩散模式并存的可能; 所得结论可供类似工程借鉴与参考。     

水泥-粉煤灰-黏土复合浆材的注浆试验研究

通过室内模型注浆试验,研究水泥-粉煤灰-黏土复合浆材扩散半径与注浆后结石体单轴饱和抗压强度受注浆压力、浆液水灰比、注浆时间等单因素和多因素耦合影响规律及其之间的数学模型.试验结果表明:对浆液的扩散半径影响显著性的顺序依次为注浆压力、浆液水灰比与注浆时间;对注浆后结石体抗压强度影响显著性的顺序依次为浆液水灰比、注浆压力与注浆时间,其中水灰比为负向影响。     

注浆模拟试验及其应用的研究

本文介绍了一种实验室注浆模拟试验新技术。通过注浆模拟试验，分析了被注浆介质的结构特征、浆液水灰比及其性质、注浆压力等因素对注浆量、浆液扩散半径和结石体强度的影响规律，并将模拟试验结果应用于巷道注浆工程设计与施工中。     

浅埋暗挖法改良淤泥地层注浆方案选取的试验研究

针对温州地区典型软弱土性质,结合温州市附二医地下人行通道工程,利用普通水泥-水玻璃浆液、超细水泥-水玻璃浆液、HSC注浆液3种改良土壤的注浆材料进行一系列室内试验和现场注入试验。室内试验和现场注入试验表明,同掺量超细水泥与普通水泥的加固效果比较,处理后土体强度相当,超细水泥凝胶时间长、易受地下水稀释影响、超细水泥浆价成本为普通水泥的3倍左右,故提出对温州典型淤泥质地层的加固,采用普通水泥-水玻璃双浆液代替超细水泥浆液作为注浆材料。现场注入试验表明,相同注浆时间下,浆液扩散半径和土体抗压强度随注浆压力的增大而增大;相同注浆压力下,浆液扩散半径均随注浆速度的增大而增加,但随着注入速度的增大,增长趋势减缓。经过现场注入试验确定注浆关键参数：浆液扩散半径为1.0～3.0 m,注浆终止压力1.0～1.5 MPa,注浆加固厚度为4～5 m。注浆后,采用分析法和开挖后取样法检查注浆效果,结果表明,注浆效果符合设计施工要求。此注浆方案的成功应用,对富含深厚软黏土的温州地区及长三角地区地下工程的注浆加固具有非常重要的借鉴意义和广泛的应用前景。     

无水卵石地层注浆加固模型试验研究

以乌鲁木齐市轨道交通1号线大西沟站~中营工站区间浅埋暗挖隧道工程为背景,对开挖过程中遇到的无水卵石地层超前注浆加固问题进行了研究。结合现场地质调查和土层分析,采用室内试验的方法对区间隧道比例模型进行了注浆试验,研究了浆液扩散规律及注浆后结石体形态。通过对比试验重点研究了该地层条件下注浆压力、注浆量、渗透系数、水灰比等注浆参数对浆液扩散半径的影响,揭示了无水卵石层渗透注浆加固机理,并为无水卵石层暗挖隧道超前注浆加固设计、施工提供了技术参考。     

考虑浆-土参数动态变化的砂卵石土柱面渗透注浆机制研究

基于FLAC3D fish语言实现考虑浆液和砂卵石土参数动态变化的渗流场与应力场耦合下注浆扩散过程模拟,研究浆液在砂卵石土中柱面渗透扩散机制,并研究地层渗透系数K、浆液水灰比W/C及注浆压力P等注浆参数变化对浆液扩散半径L的影响,并将注浆参数应用于浅埋暗挖隧道工程,基于现场工程施工检测结果验证本文注浆参数的合理性;研究结果表明:考虑浆液、土层参数的动态变化的流固耦合作用数值模拟方法可以很好地分析砂卵石土中浆液扩散过程。在注浆前期较小一段时间内扩散半径随时间增加而增大的幅度明显大于后期且扩散半径存在极限值;渗透系数K为0.20,0.40cm/s时,K变化对扩散半径L影响最为明显;在水灰比W/C为0.8~0.9时,W/C变化对扩散半径L影响最为明显,W/C为0.8~0.9可作为注浆时水灰比控制的范围;提高注浆压力对注浆前期浆液扩散速率有较大的促进作用,注浆压力宜控制为1.0~2.0 MPa。     

砂土介质后注浆原理室内模拟试验研究

根据现场高压注浆系统对现有注浆装置进行了改良,开发出一种能够方便、灵活、快速进行各种砂土注浆模拟试验的装置,研究了几种不同颗粒级配砂样在不同注浆压力、水灰比、注浆量等参数下浆液扩散性状,得出浆液扩散半径随水灰比的大而增大;当注浆压力较大时,浓稠状态下的水泥浆浆液在砂土中扩散方式存为压密注浆;浆液扩散距离受注浆量、注浆压力、水灰比和渗透系数的影响;同时利用计算机回归分析得到浆液扩散公式,以便指导工程实践。     

盾构隧道管片注浆幂律流型浆液渗透扩散模型

为研究盾构隧道管片注浆的渗透扩散模型,以幂律流型浆液为研究对象,运用流体力学理论及毛细管组理论,推导了盾构隧道管片注浆渗透扩散模型的理论计算式,分析了其公式的适用范围及各参数的确定方法。结合具体计算案例,讨论了注浆压力、浆液性质(水灰比)、地层条件(地下水压力和地层渗透系数)等因素对浆液扩散半径的影响及浆液对管片总压力的影响。结果表明:注浆压力与浆液扩散半径成线性关系;注浆压力、水灰比及地层渗透系数增大,浆液扩散半径也增大;地下水压力增大,浆液扩散半径减小;注浆压力、水灰比、地层渗透系数增大,浆液对管片的总压力增加;地下水压力的变化不会影响管片所受的总压力。     

圆砾卵石层的浅埋水底地表注浆试验与分析

本文论述了水底隧道穿越浅埋富水的河漫滩圆砾、卵石层时,采用地表注浆法对圆砾、卵石层进行注浆加固试验的设计与施工,并对圆砾、卵石层注浆加固后岩体进行取芯和压水试验,得到不同配合比下的浆液初凝时间及该地层条件下的注浆量、注浆压力、注浆速度及扩散半径等注浆参数。本工程的圆砾、卵石地层具有孔隙率大、孔隙具有贯穿性、孔隙水与江水具有连通性等特点,因此,根据孔位和注浆序列分别采用定压注浆和定量注浆作为对单孔停止注浆的依据。本文研究成果对本工程的设计和工程施工提供重要依据,对相似工程提供重要参考。     

一种新型高分子注浆材料的试验研究

 在深部岩土工程实体加固及涌水封堵治理的基础上,分析一种新型高分子注浆材料反应机制的可行性,就浆材的黏结性、凝胶性、固结体抗压抗折强度等进行详细的室内试验研究工作,并在模拟的砂卵砾石层中开展渗透注浆模拟试验研究,分析注浆压力、注浆时间、浆液温度、围岩渗透系数等主要因素对浆液扩散半径和注浆后结石体抗压强度的影响规律以及其相互关系。结合现场工程实例,进一步验证该化学浆液在工程加固及涌水封堵治理上的实用性和优越性。试验结果表明：注浆材料的流动性、黏结性、早强性及耐久性较好,具有储存运输方便、工艺简单实用、遇水急速膨胀、固结体无毒环保等优点。浆液扩散半径随注浆压力、注浆时间、渗透系数的增大而增大,随浆液温度的升高而减小,最显著的影响因素是注浆压力和渗透系数,其次是浆液温度和注浆时间;注浆后结石体的抗压强随注浆压力、浆液温度、孔隙度以及注浆时间的增大而增大,注浆压力和孔隙度对结石体抗压强度有较大影响,浆液温度次之,注浆时间对结石体强度的影响最小。研究结果表明该高分子注浆材料具有良好的工程加固和封堵性能,与传统固化材料相比,具有凝胶快、强度高、膨胀性好等优点,是一种比较理想的高分子加固材料和堵水剂。     

砂卵(砾)石层中注浆模拟试验研究

通过在模拟的砂卵(砾)石层中进行注浆试验,研究分析注浆压力p、注浆时间t、浆液水灰比m、地层渗透系数k、孔隙度n的单因素和多因素对浆液扩散半径R、注浆后结石体抗压强度P的影响规律及它们之间的相互关系。试验结果表明:R随着p、t、k、m的增加而增大,影响R的显著因素是p,其次是k,t和m;P随着p、t、n的增加而增大,随着m的减小而增加,p对注浆后P有较大的影响,n、t次之,而m则占有明显的优势。利用计算机优化回归实验数据,得出了它们之间的关系式。     

高速公路用聚合物灌浆材料的试验研究

针对高速公路混凝土路面存在的裂缝和脱空区的工程问题,采用正交设计方法,研究了聚合物化学灌浆材料的水灰比、环氧树脂含量和水性环氧固化剂含量,以及各因素之间交互作用对该灌浆材料抗折强度的影响,找出了较为理想的优化配方。结果表明,聚合物灌浆材料的最佳配比为水灰比0．4,双酚A型环氧树脂8%,水性环氧固化剂2%     

粉煤灰混凝土力学性能的多元回归分析

以水胶比、粉煤灰掺量、水泥掺量为参数,配置8组混凝土试件,分别对其进行了抗压强度和抗折强度的试验。利用多元线性回归分析理论建立了混凝土抗压强度、抗折强度与水胶比、粉煤灰掺量、水泥掺量各因素之间的线性回归方程,并对计算结果进行显著性分析,从而建立了混凝土抗压和抗折强度的预测模型。     

基于SVR方法的注浆试验效果评价研究

注浆工程属于隐蔽工程,注浆效果也不可能直观、直接检测和评价。注浆后结石体强度和浆液扩散半径是评价注浆效果的重要指标,而注浆效果又受到水泥浆液粘度、注浆压力和渗透系数等因素的影响,各因素间往往存在着复杂的关联性和非线性关系。利用水泥基注浆材料对三峡库区取样碎石土体进行注浆处理,应用支持向量回归机(SVR)方法从试验所得注浆结石体强度和扩散半径数据中随机选取若干试验样本进行训练,剩余数据进行预测,建立了注浆后结石体强度和浆液扩散半径的回归模型,提出了影响注浆效果的各因素敏感性指标排序,预测和分析了多因素影响下注浆效果的变化规律。研究结果表明:基于支持向量机的预测模型可以作为预测注浆效果的有效依据。     

黏土中压密注浆及劈裂注浆室内模拟试验分析

开发了一种实验室模拟土体注浆的试验装置,能形成完整的试样。通过注浆模拟试验,实现了黏土注浆过程中压密浆泡及劈裂裂隙的自然产生与发展。试验结果表明:在黏土注浆中压滤效应贯穿于整个注浆过程,即在高压的作用下,浆液中自由水被强制滤过黏土,并从泻流口流出,使浆泡及浆脉中的浆液浓度提高。压滤效应随土体渗透性、浆液水灰比及注浆压力的增大而增强,因此在透水性较好的土层中注浆时,必须考虑压滤效应对浆液扩散的影响。浆液水灰比的增大将导致浆泡直径减小,浆脉数量及长度增加,浆脉宽度减小。在给定注浆压力下,随着浆液水灰比的增大,浆液的扩散方式逐渐由以压密为主向以劈裂为主过渡。黏土中劈裂注浆可分为三个阶段:鼓泡压密阶段、第一劈裂面阶段、后续劈裂面阶段,每个劈裂面都产生在阻力最小的面上。通过对原状萧山黏土、清水压密固结黏土及注浆后黏土进行电镜扫描观测分析得知:在压滤效应的作用下,水泥水化反应生成的Ca2+离子会随着滤出液扩散到土体中,导致黏土表面的双电层厚度变薄,使联结更为紧密,从而形成较坚固的团粒结构,使土体强度提高。试验结果对注浆理论研究与工程应用有一定的指导意义。     

Experimental evaluation of the performance of a geotextile for a pressure-grouted soil nail

A new idea that adopts a geotextile instead of a latex membrane to improve the performance of a pressure-grouted soil nail, was proposed. First, based on the self-developed device, a series of cement slurry filtration tests were carried out to study the influence of the water-cement ratio, slurry volume, and grouting pressure on the geotextile's filtration performance. The variations in filtration time and water-cement ratio, derived from the changes in the aforementioned influencing factors, during pressure grouting were obtained. Second, corresponding penetration tests for the surrounding sands after filtration tests were conducted, and the strength improvement due to infiltration of cohesive substances was subsequently evaluated. Third, uniaxial compression tests were carried out for cement blocks before and after the filtration tests. The grout bulb strength (cement block) was largely increased because the water-cement ratio in the grout bulb was significantly reduced during filtration of the geotextile. This study can help optimize the design of pressure-grouted soil nails using geotextiles.