本文關(guān)鍵詞：軟弱介質(zhì)充填裂隙的注漿加固機(jī)理研究　出處：《山東大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：注漿方法已經(jīng)有超過(guò)200年的歷史,在隧道、礦山、地基處理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,由于其加固軟弱地質(zhì)效果顯著,其長(zhǎng)期應(yīng)用前景亦十分廣闊,將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而,與注漿工程實(shí)踐蓬勃發(fā)展相反的是,注漿理論的進(jìn)展頗為緩慢,難以跟上工程實(shí)踐發(fā)展的節(jié)奏,導(dǎo)致注漿工程缺乏實(shí)際的理論指導(dǎo),注漿效率較低,造成巨大的漿液浪費(fèi),且注漿存在較大的經(jīng)驗(yàn)性和盲目性,難以建立集注漿理論與實(shí)際一體的綜合注漿體系,注漿理論尚存在較大的發(fā)展空間。為了改變目前開(kāi)展的模型試驗(yàn)難以兼顧研究注漿擴(kuò)散與加固作用的現(xiàn)狀,作者設(shè)計(jì)了可充填軟弱介質(zhì)的平面裂隙實(shí)驗(yàn)臺(tái),通過(guò)數(shù)十組實(shí)驗(yàn),研究了漿液了軟弱介質(zhì)充填下的平面裂隙擴(kuò)散形態(tài),描述了擴(kuò)散規(guī)律及注漿加固機(jī)理。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：(1)研制了一套泥質(zhì)介質(zhì)充填裂隙模擬注漿試驗(yàn)裝置,由平板式介質(zhì)充填版塊、注漿版塊、信息監(jiān)測(cè)版塊和和固定承力版塊構(gòu)成,可以實(shí)現(xiàn)漿液擴(kuò)散過(guò)程的定量可視化,可有效模擬裂隙充填泥質(zhì)介質(zhì)環(huán)境下漿液注入作用機(jī)理。(2)通過(guò)3組試驗(yàn),揭示了水泥單液漿在泥質(zhì)充填裂隙中的充填、擠密及劈裂綜合擴(kuò)散與加固機(jī)理,將在介質(zhì)開(kāi)挖后表現(xiàn)為漿液有效擴(kuò)散區(qū)域和漿液劈裂區(qū)域,并分析了對(duì)應(yīng)區(qū)域的形成機(jī)制。(3)通過(guò)被注介質(zhì)密度和抗剪強(qiáng)度兩個(gè)重要指標(biāo),揭示了被注介質(zhì)在注漿前后基本物理力學(xué)參數(shù)的改變,直接反映了注漿對(duì)于軟弱介質(zhì)的加固效果。注漿后被注介質(zhì)致密性和強(qiáng)度均不同程度升高,且隨著距注漿孔長(zhǎng)度的增大,加固效果逐漸衰減。(4)本次試驗(yàn)揭示的漿液在泥質(zhì)介質(zhì)充填裂隙中的擴(kuò)散與加固機(jī)理,為實(shí)際工程注漿參數(shù)(漿液擴(kuò)散距離、注漿壓力、注漿速率)的選定提供了一定的啟示性作用,具備一定的應(yīng)用意義。通過(guò)數(shù)值模擬在工程中的應(yīng)用,研究了基于有限元模擬了注漿期間漿液在圍巖中的流動(dòng)以及地下水沿隧道內(nèi)滲流所引起的地表沉降。主要結(jié)論如下：(1)注漿過(guò)程中,注漿孔區(qū)域中間位置漿液以環(huán)向流動(dòng)為主；距壁面2m處水頭增加速度最快；距壁面2m-4m處圍巖中漿液濃度較高。(2)注漿后地表沉降明顯減小。不注漿工況下最大豎向位移分別為6.94mm,注漿后最大豎向位移為2.75mm。注漿后圍巖中水頭損失明顯及地下水的滲流速度均明顯減小。(3)地下水沿隧道滲流引起的水頭損失所產(chǎn)生的地表沉降槽大致呈高斯分布,中間值大、兩端值小。距中線約1倍洞徑處斜率最大。通過(guò)參與郭屯煤礦山東大學(xué)注漿項(xiàng)目組,一期封堵主要研究結(jié)果如下：(1)針對(duì)巷道頂板極其破碎和軟弱情況,在保證巷道安全前提下找到了頂板高承壓水的最少鉆孔引排量計(jì)算依據(jù)。(2)在巷道高溫潮濕環(huán)境下,利用全空間瞬變電磁及地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確探測(cè)巷道頂板集中富水區(qū)及破碎帶發(fā)育范圍,為準(zhǔn)確布置注漿鉆孔,安全實(shí)施注漿提供了依據(jù)。(3)探索出巷道圍巖滲流場(chǎng)演化規(guī)律；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)圍巖變形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),得出注漿對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律。(4)研究了在巷道頂板極其破碎和富水性強(qiáng)條件下的安全注漿工藝,即深部引流泄壓,淺層注漿加固的工藝。既保證注漿中及注漿后的巷道安全,滿足了完全封堵涌水的需要。(5)研究實(shí)施了C-CL材料在巷道加固堵水中的應(yīng)用。針對(duì)2#煤倉(cāng)卸載硐室碹體質(zhì)量較差,裂縫發(fā)育狀況,研究使用了C-CL注漿材料,既保證注漿加固的安全,又提高了注漿材料結(jié)實(shí)率,達(dá)到了較好的注漿堵水效果。(6)首次使用中空螺旋注漿錨桿應(yīng)用在動(dòng)水注漿堵水工程中。
[Abstract]:The grouting theory has been widely used in the fields such as tunnel , mine and foundation treatment , which has been widely used in the fields of tunnel , mine and foundation treatment . ( 4 ) The results are as follows : ( 1 ) In the process of grouting , the maximum vertical displacement is 6.94mm , the maximum vertical displacement is 2.75mm , the maximum vertical displacement is 6.94mm and the maximum vertical displacement is 2.75mm . ( 5 ) The application of C - CL material in water plugging of roadway is studied . In this paper , the C - CL grouting material is used to study the poor quality and fracture development of 2 # coal bunker unloading chamber arch .

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU472

【引證文獻(xiàn)】

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1 劉長(zhǎng)武;方延強(qiáng);康亞明;;軟巖巷道注漿加固前后變形規(guī)律及其穩(wěn)定性研究[A];第十屆全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2008年

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本文編號(hào)：1412537