小孔擴(kuò)張理論廣泛應(yīng)用于解釋一些現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)際工程現(xiàn)象,如錐體貫入和旁壓試驗(yàn),分析靜壓沉樁引起的應(yīng)力和變形,以及模擬隧道的開挖和收縮等。在注漿方面的應(yīng)用中,其理論研究落后于工程實(shí)踐。因此,本文通過理論分析、室內(nèi)模型試驗(yàn)驗(yàn)證、工程實(shí)例應(yīng)用等方法開展了超固結(jié)黏土中不排水小孔擴(kuò)張彈塑性理論解及應(yīng)用、以及小孔擴(kuò)張理論在注漿方面研究。主要取得成果如下:（1）提出了一種新的球形擴(kuò)張理論模型,該模型克服“干面”屈服應(yīng)力被高估,破壞應(yīng)力偏大的現(xiàn)象。采用了兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)的屈服面,基于非相關(guān)聯(lián)流動法,建立了考慮超固結(jié)黏土應(yīng)變軟化現(xiàn)象的球形擴(kuò)張理論模型,推導(dǎo)了應(yīng)力、位移理論解。（2）基于CASM屈服準(zhǔn)則,采用了經(jīng)典的應(yīng)力剪脹關(guān)系,考慮了小孔擴(kuò)張周圍土體單元三維特性以及不同固結(jié)程度的影響規(guī)律。通過將應(yīng)力空間轉(zhuǎn)換的方法,基于非相關(guān)聯(lián)流動法則,建立了柱形小孔擴(kuò)張應(yīng)力與位移的關(guān)系,運(yùn)用拉格朗日求方法把問題轉(zhuǎn)化為求解一階偏微分方程組,再根據(jù)不排水條件,體積不變原理求解小孔擴(kuò)張彈塑性邊界的位移變化,最后通過數(shù)值求解得到柱形小孔擴(kuò)張的精確解答。（3）結(jié)合CPTU現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明:該理論模型較好的解釋了CPTU在... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

佛山地鐵事故現(xiàn)場

基于小孔擴(kuò)張理論的注漿起始劈裂研究1第1章緒論1.1研究背景及意義近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，各種社會問題逐漸凸顯出來。其中，最為明顯的是，僅靠地面交通設(shè)施難以緩解日益增長的交通壓力。因此，為了解決這一問題，發(fā)展地下空間地鐵建設(shè)成為我們主要的手段之一。但在盾構(gòu)隧道施工過程中，城市高樓密布，可利用空間有限，難以避免會穿越現(xiàn)有的建筑物和已建成的地鐵線等建筑物或構(gòu)筑物，對周圍土體產(chǎn)生較大的擾動，破壞土體本身的結(jié)構(gòu)性，從而導(dǎo)致地表沉降、甚至塌陷。特別在不良地質(zhì)該問題尤為突出，一旦發(fā)生，就會帶來巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。如2018年2月，佛山地鐵2號線施工現(xiàn)場突發(fā)透水，導(dǎo)致隧道管片變形和破壞。引起地面30多米路段坍塌，事故造成8人遇難，3人失聯(lián)，9人受傷。2017年10月德國萊茵河谷運(yùn)輸擴(kuò)建工程，盾尾管片襯砌發(fā)生位移、水土滲入。引起鐵軌下陷500mm，造成的鐵路停運(yùn)，當(dāng)?shù)刎涍\(yùn)物流鏈全面破壞，經(jīng)濟(jì)損失總計(jì)超過20億歐元。圖1-1佛山地鐵事故現(xiàn)場圖1-2德國萊茵河谷運(yùn)輸擴(kuò)建工程根據(jù)地質(zhì)勘察資料，在我國軟土廣泛分布在長三角、珠三角、渤海灣等沿江沿海地區(qū)。然而在地鐵施工過程中，難免會遇到淤泥、淤泥質(zhì)黏土等軟弱地層，地鐵盾構(gòu)隧道最突出的問題是容易發(fā)生沉降。對于隧道施工引起的地層、建筑物或構(gòu)筑物沉降，目前所進(jìn)行的沉降恢復(fù)主要通過注漿補(bǔ)充來實(shí)現(xiàn)鄭剛（2015）[58]。注漿補(bǔ)充也是目前應(yīng)用最廣泛的盾構(gòu)隧道沉降糾偏方法之一，通常在施工過程中或者工后對既有地鐵進(jìn)行注漿補(bǔ)償，

基于小孔擴(kuò)張理論的注漿起始劈裂研究9（a）0K1豎向劈裂（b）0K1水平劈裂圖1-4不同側(cè)向土壓力系數(shù)K0劈裂擴(kuò)展方向示意圖但是，Lefebvre等[45]（1991）和Massarsch[46]（1978）認(rèn)為即使0K1也會發(fā)生豎向劈裂。此外，Massarsch[31]（1978）認(rèn)為，在黏土起始劈裂試驗(yàn)中，沿垂直方向可能會發(fā)生裂縫，而與側(cè)向土壓力系數(shù)K0無關(guān)。Au[47]（2001）建議主應(yīng)力方向可能在射注射過程中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而且劈裂的方向可能與初始應(yīng)力條件有關(guān)。另外，裂縫的擴(kuò)展除了與側(cè)向土壓力系數(shù)K0有關(guān)還可能取決于注入速率，如圖1-5和圖1-6分別顯示了在0K1時(shí)，不同注入速率誘導(dǎo)的起始劈裂發(fā)生的方向。由于土體的多相性和邊界條件的復(fù)雜性，研究起始劈裂壓力和劈裂擴(kuò)展是比較困難的。圖1-5低注入速率試驗(yàn)造成垂直裂縫[9]圖1-6高注入速率試驗(yàn)產(chǎn)生的水平裂縫[9]1.2.4黏土劈裂注漿室內(nèi)模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀國內(nèi)外關(guān)于劈裂注漿的模型試驗(yàn)研究主要分為兩大部分，一部分是漿液在土層中擴(kuò)散的模型試驗(yàn)，另外一部分關(guān)于劈裂注漿加固效果的模型試驗(yàn)。從邏輯關(guān)系上來講，前者是后者的研究基礎(chǔ)，后者是前者的具體應(yīng)用。目前在劈裂漿液力學(xué)機(jī)理模型試驗(yàn)方面的研究主要集中在建立劈裂注漿機(jī)理與注漿參數(shù)、土體參數(shù)和注漿條件等影響因素間的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]裂隙注漿漿液濃度分布試驗(yàn)研究與機(jī)制探討[J]. 王曉晨,劉人太,張春雨,李修浩.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(08)
[2]基于流體體積法的劈裂注漿有限元分析[J]. 朱旻,龔曉南,高翔,劉世明,嚴(yán)佳佳.  巖土力學(xué). 2019(11)
[3]結(jié)構(gòu)性黃土劈裂注漿力學(xué)機(jī)理分析[J]. 周茗如,盧國文,王騰,王晉偉.  工程力學(xué). 2019(03)
[4]基坑開挖引起隧道水平變形的被動與注漿主動控制研究[J]. 鄭剛,潘軍,程雪松,白如冰,杜一鳴,刁鈺.  巖土工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[5]土體劈裂注漿加固主控因素模擬試驗(yàn)[J]. 朱明聽,張慶松,李術(shù)才,李衛(wèi),隨海通,楊紅魯.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(11)
[6]全風(fēng)化花崗巖加固特性注漿模擬試驗(yàn)[J]. 王凱,李術(shù)才,楊磊,張慶松,李召峰,袁敬強(qiáng).  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(11)
[7]K0固結(jié)天然飽和黏土中柱孔擴(kuò)張彈塑性解[J]. 李林,李鏡培,龔衛(wèi)兵,張凌翔.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[8]剪脹性砂土中球孔擴(kuò)張彈塑性解[J]. 李林,李鏡培,孫德安,李險(xiǎn)峰.  巖土工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[9]飽和黏土中球(柱)孔瞬時(shí)擴(kuò)張及超孔隙水壓力研究[J]. 張鵬遠(yuǎn),白冰,蔣思晨,賈尚華.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]飽和粘土中球孔擴(kuò)張問題彈塑性解析[J]. 李鏡培,唐劍華,張亞國,鐘光玉.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(12)



本文編號：3515499