【摘要】：隧道建設(shè)涉及的地域廣泛,經(jīng)過的地質(zhì)條件復(fù)雜多樣,包括很多地質(zhì)條件較差的斷層破碎帶。很多強(qiáng)度及穩(wěn)定性較差的斷層破碎帶,是造成隧道施工中發(fā)生塌方事故的主要原因之一,而注漿是解決這些問題的重要技術(shù)手段之一。因此開展隧道含泥質(zhì)斷層破碎帶注漿加固機(jī)理與試驗(yàn)研究,為注漿工程提供一定指導(dǎo)與借鑒。本文主要通過室內(nèi)試驗(yàn)的研究,依據(jù)實(shí)際斷裂層破碎帶多為沉積巖,含砂質(zhì)、填充物、吸水率大的特點(diǎn),進(jìn)行與實(shí)際注漿工程更為接近的單裂隙注漿模型試驗(yàn)研究。為了驗(yàn)證單裂隙注漿模型試驗(yàn)結(jié)論與實(shí)際斷層破碎帶注漿效果是否一致,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)裂隙注漿模型試驗(yàn)。通過控制單因素變量,分別研究了含泥量、裂隙開度、水灰比、水泥顆粒粗細(xì)度對注漿擴(kuò)散能力的影響,得到以下主要結(jié)論:(1)普通硅酸鹽水泥與超細(xì)水泥注漿的試驗(yàn)結(jié)果表明用超細(xì)水泥代替普通硅酸鹽水泥,擴(kuò)散距離能提高50%到60%。普通硅酸鹽水泥與超細(xì)水泥注漿的試驗(yàn)結(jié)果均證明水灰比介于1~2之間時,水灰比每增加0.5,擴(kuò)散距離能提高10%~20%。因此當(dāng)裂隙中含泥較多不易注漿時,注漿材料可采用超細(xì)水泥或者增大水灰比,能明顯的提高擴(kuò)散距離。(2)室內(nèi)模擬含泥裂隙注漿試驗(yàn)中起始注漿壓力在一定范圍內(nèi)時,增加起始注漿壓力擴(kuò)散距離有所增加。當(dāng)起始注漿壓力達(dá)到500kPa后,繼續(xù)增加起始注漿壓力對提高擴(kuò)散距離的效果不明顯,因此室內(nèi)含泥裂隙注漿模擬試驗(yàn)最大起始注漿壓力可采用500kPa。從而我們可以推斷在實(shí)際隧道破碎帶含泥量較大的情況下,過大的提高起始注漿壓力并不能有效的提高擴(kuò)散能力。(3)擴(kuò)散距離的理論分析結(jié)果要大于單裂隙注漿模型試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,其原因主要是理論分析考慮的因素都進(jìn)行了理想化簡化,簡化過程中難免忽略很多因素。網(wǎng)絡(luò)裂隙注漿模型試驗(yàn)的擴(kuò)散距離也大于單裂隙注漿模型試驗(yàn)試驗(yàn)的結(jié)果,主要是因?yàn)閱瘟严蹲{模型試驗(yàn)中注漿通道是唯一的,注漿過程中,通道一旦不暢通,將影響漿液擴(kuò)散距離。
【圖文】：

注：數(shù)據(jù)來源于《2008 年至 2016 年我國隧道工程施工安全事故統(tǒng)計(jì)與分析》以及《關(guān)于近期隧道施工事故及救援情況的通報(bào)》應(yīng)指礦山【2017】41 號圖 1-1 2008 年到 2018 年隧道施工事故柱狀圖Fig.1-1 Bar chart of tunnel construction accident from 2008 to 20181.1 選題背景及研究意義1.1.1 選題背景我國是一個多山的國家，，山區(qū)、丘陵的面積占 43%，高原面積占 26%，盆地面積占 19%，平原面積占 12%。而我們通常認(rèn)為的山區(qū)包括高山、中山、低山、丘陵以及崎嶇不平的高原等，其總面積占全國面積的 66.7%。山區(qū)面積不僅多而且分布廣泛，嚴(yán)重阻礙了交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，制約西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)形勢。為加快西部地區(qū)的發(fā)展，縮短東西部的貧富差距，大規(guī)模的修建鐵路、公路勢在必行。我國山脈的分布縱橫交錯，分布面積廣，鐵路、公路穿山越嶺在所難免，隧道工程在穿山過程中被廣泛采用，隧道穿山時的地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，施工過程常遇見斷

第二章 含泥質(zhì)單裂隙注漿擴(kuò)散機(jī)理第二章 含泥質(zhì)單裂隙注漿擴(kuò)散機(jī)理隧道工程中遇見的斷層破碎帶裂隙分布復(fù)雜，性質(zhì)多樣，造成了研究網(wǎng)絡(luò)裂隙注漿理論困難很大，因此選取單裂隙注漿進(jìn)行研究，通過研究單裂隙的注漿擴(kuò)散機(jī)理來推測網(wǎng)絡(luò)裂隙的注漿擴(kuò)散機(jī)理。本文研究含泥質(zhì)單裂隙注漿擴(kuò)散機(jī)理選用的理論模型為單一裂隙，裂隙中含有泥質(zhì)。因隧道注漿工程中，多采用水灰比 1:1 普通硅酸鹽漿液，該漿液為非牛頓流體，所以漿液流型選非牛頓流體。漿液在含泥質(zhì)單裂隙中擴(kuò)散規(guī)律是研究的重要對象，單裂隙注漿理論研究包括研究漿液的流型、漿液的本構(gòu)關(guān)系、粗糙度對注漿擴(kuò)散的影響、泥質(zhì)對漿液的擴(kuò)散的影響、漿液的運(yùn)動方程、漿液在裂隙中填充飽和度的規(guī)律等等。含泥質(zhì)單裂隙注漿理論模型如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：河北建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U457.3

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本文編號：2605183