隧道內(nèi)定向誘導(dǎo)劈裂注漿機理及其配套檢測方法研究.pdf

1、劈裂注漿是目前應(yīng)用最為廣泛的一種注漿方法,但其理論遠遠滯后其應(yīng)用。尤其在隧道工程中,劈裂注漿受地應(yīng)力和裂隙的隨機性影響很大,常使得其劈裂方向難以按照實際需要的方向正確劈裂,文中首先對隧道內(nèi)劈裂注漿的起裂方向進行了數(shù)值解和解析解的對比分析,得出了在隧道內(nèi)進行劈裂注漿時經(jīng)常會出現(xiàn)跑漿、漏漿事故的本質(zhì)原因。鑒于此,提出了一種定向誘導(dǎo)劈裂注漿的新式注漿方法,該方法是通過在注漿孔附進設(shè)置誘導(dǎo)孔來使得漿液能夠沿指定的方向劈裂。文中利用RFPA2D軟

2、件對該方法的實施進行了試探性的模擬,得出了在彈性模量800MPa、抗壓強度50MPa、泊松比0.3、拉壓比10的地質(zhì)條件下,不同靜止側(cè)向壓力下的誘導(dǎo)間距。另一方面,由于該方法的實施需要對土體的原位力學(xué)參數(shù)有明確的了解,而現(xiàn)有的原位測試方法大多數(shù)需要從地面打孔至隧道掌子面進行測量,費時、費力、破壞環(huán)境。故結(jié)合隧道工程及劈裂注漿的特點,提出了兩種新型的原位測試方法,即巖土體表面力學(xué)參數(shù)檢測方法和巖土體水平孔內(nèi)力學(xué)參數(shù)檢測方法。這兩種方法有準(zhǔn)

3、確的理論作為支持,可以得到巖土體大多數(shù)的力學(xué)參數(shù),為定向誘導(dǎo)劈裂注漿的具體方案的制定提供參考。其中巖土體表面力學(xué)參數(shù)檢測方法以彈性理論為依據(jù),可測得巖土體的彈性模量E,其計算公式在文中有詳細推導(dǎo),并利用數(shù)值方法對該公式進行了必要的驗證?？紤]到該方法測得的參數(shù)少,并且為近似值,遂提出了巖土體水平孔內(nèi)力學(xué)參數(shù)檢測方法,該方法緊密配合劈裂注漿的實施方式,具有較強的后續(xù)發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?該方法可測得巖土體的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0、彈性模量E、泊松比μ

4、、粘聚力c和內(nèi)摩擦角φ,其中彈性參數(shù)(靜止側(cè)壓力系數(shù)K0、彈性模量E和泊松比μ)的計算公式完全以解析彈性理論為依據(jù),其推導(dǎo)過程在文中做了詳細的敘述。對于塑性參數(shù)(粘聚力c和內(nèi)摩擦角φ),采用解析方法和智能優(yōu)化算法(粒子群算法)相結(jié)合的方式來求得?？紤]到該方法計算公式的復(fù)雜性,采用Visual C++編制了一部配合該方法實施的專用計算軟件,巖土體水平孔內(nèi)力學(xué)參數(shù)計算軟件,簡稱MechparaHC。對于該方法的彈性理論和塑性理論的正確性,采