運營期間的盾構(gòu)隧道在長期荷載作用下可能產(chǎn)生不均勻沉降,通過向地層注漿是恢復盾構(gòu)隧道沉降的有效措施之一。然而注漿抬升理論遠遠滯后于工程實踐,這使注漿抬升技術(shù)的應用與發(fā)展受到了一定的限制。因此,本文利用理論研究、室內(nèi)模型試驗和數(shù)值模擬等手段開展了水泥漿液擴散和盾構(gòu)隧道注漿抬升方面的研究。主要研究內(nèi)容和成果如下:（1）基于球形擴散理論,建立了考慮自重作用時冪律型、賓漢型、牛頓型漿液的滲透擴散理論公式,并且探討了注漿壓力的分布規(guī)律。（2）通過開展流變試驗,分析了水灰比對水泥漿液流變性能的影響,并且分別建立了水泥漿液屈服應力、粘度與水灰比之間的關系式,可用于各水灰比（0.6~2.0）水泥漿液屈服應力和粘度的預測�；诤Y分試驗、滲透試驗以及GDS三軸試驗,獲得了砂土的相關物理力學指標,從而為盾構(gòu)隧道注漿抬升數(shù)值模擬分析奠定基礎。（3）自主研發(fā)了一套注漿模型試驗系統(tǒng),并開展了水泥漿液注漿擴散模型試驗,重點分析了注漿方向、水灰比、注漿壓力等因素對注漿量和結(jié)石體尺寸的影響規(guī)律。基于考慮自重作用的賓漢姆型漿液的滲透擴散模型,建立了結(jié)石體平均尺寸預測模型,并且與試驗結(jié)果進行驗證分析。發(fā)現(xiàn)結(jié)石體平均尺寸理論值... 

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 注漿材料及其性能研究
        1.2.2 漿液滲透擴散機制研究現(xiàn)狀
        1.2.3 注漿抬升理論研究現(xiàn)狀
        1.2.4 注漿室內(nèi)模型試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.5 注漿數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 目前研究工作的不足
    1.4 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
        1.4.3 創(chuàng)新點
第2章 砂層注漿漿液擴散理論研究
    2.1 引言
    2.2 砂層漿液擴散理論基礎
        2.2.1 滲流定律
        2.2.2 漿液流變特性
        2.2.3 注漿可注性理論
    2.3 漿液擴散的經(jīng)典模型
        2.3.1 牛頓型漿液的擴散
        2.3.2 賓漢姆型漿液的擴散
        2.3.3 冪律型漿液的擴散
    2.4 考慮自重作用的漿液擴散模型
        2.4.1 考慮自重作用的冪律型漿液滲透擴散模型
        2.4.2 考慮自重作用的賓漢姆型漿液滲透擴散模型
        2.4.3 考慮自重作用的牛頓型漿液滲透擴散模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 注漿漿液及土體特性研究
    3.1 引言
    3.2 漿液性能評價指標
        3.2.1 穩(wěn)定性
        3.2.2 滲透性
        3.2.3 凝膠凝結(jié)時間
        3.2.4 結(jié)石率
        3.2.5 強度
    3.3 水泥漿液流變性能研究
        3.3.1 試驗材料及儀器
        3.3.2 試驗方案
        3.3.3 試驗步驟
        3.3.4 試驗結(jié)果分析
    3.4 砂土物理力學特性研究
        3.4.1 顆粒級配分析
        3.4.2 滲透測試
        3.4.3 GDS三軸試驗
    3.5 本章小結(jié)
第4章 砂層水泥漿液擴散模型試驗研究
    4.1 引言
    4.2 模型試驗系統(tǒng)研發(fā)
        4.2.1 研制思路
        4.2.2 試驗系統(tǒng)概況
        4.2.3 試驗系統(tǒng)特點
    4.3 注漿試驗方案及試驗步驟
        4.3.1 試驗方案設計經(jīng)典方法
        4.3.2 全面試驗設計法
        4.3.3 基于全面試驗設計法的注漿試驗方案
        4.3.4 試驗材料及相關參數(shù)
        4.3.5 試驗步驟
    4.4 水平注漿試驗結(jié)果及分析
        4.4.1 注漿試驗結(jié)果
        4.4.2 注漿量分析
        4.4.3 結(jié)石體尺寸分析
    4.5 豎向注漿試驗結(jié)果及分析
        4.5.1 注漿試驗結(jié)果
        4.5.2 注漿量分析
        4.5.3 結(jié)石體尺寸分析
    4.6 結(jié)石體平均尺寸預測模型與驗證分析
        4.6.1 預測模型
        4.6.2 驗證分析
    4.7 結(jié)石體水泥顆粒含量分布
        4.7.1 測點選擇
        4.7.2 試驗方法
        4.7.3 試驗結(jié)果及分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 盾構(gòu)隧道注漿抬升模型試驗及數(shù)值模擬研究
    5.1 引言
    5.2 試驗方法
        5.2.1 試驗裝置
        5.2.2 試驗方案
        5.2.3 測點布置
    5.3 注漿抬升結(jié)果及分析
        5.3.1 各工況下的注漿抬升結(jié)果
        5.3.2 隧道位移變化規(guī)律
        5.3.3 地表位移變化規(guī)律
    5.4 注漿抬升數(shù)值模擬
        5.4.1 軟件簡介
        5.4.2 模型參數(shù)
        5.4.3 建模方法及過程
        5.4.4 模擬結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]砂土地層隧道小導管注漿模型試驗研究[D]. 倪偉偉.鄭州大學 2009
[4]水泥漿液在小粒徑砂石體中注漿理論及模擬實驗研究[D]. 楊志全.昆明理工大學 2008
[5]壓密注漿作用機理與頂升效應關系的研究[D]. 馮旭海.煤炭科學研究總院 2003



本文編號：3664857