單一裂隙注漿擴散與加固機理研究.pdf

1、工程巖體的穩(wěn)定性受結構面性質的影響十分顯著，結構面發(fā)育程度、展布情況、裂隙組的組合特征以及工程性質對巖體的力學性能起到決定性的作用。由結構面誘發(fā)的滲漏水問題嚴重影響了地下工程建設施工與運營安全，使國民經濟蒙受巨大的人員財產損失。因此裂隙巖體注漿擴散與加固機理研究成為我國地下工程建設中亟待解決的關鍵科學問題。本文通過理論分析與數(shù)值模擬方法，對單一裂隙注漿擴散與加固機理展開研究，取得了一系列研究成果。
　　(1)通過分數(shù)布朗函數(shù)建立了

2、結構面幾何模型，基于N-S方程對裂隙注漿擴散開展有限元分析?？疾炝斯?jié)理面粗糙度、連通性對漿液擴散的影響，并對修正立方定律的合理性進行了研究。基于界面層理論，對裂隙注漿過程中的漿-巖耦合效應進行了分析。基于修正的立方定律、界面層本構方程以及漿液流動方程，建立了考慮粗糙度影響以及漿巖耦合效應的注漿擴散公式。
　　(2)借助于神經網絡算法，建立了結構面輪廓線粗糙度系數(shù)的計算模型。采取PSO和BP混合算法，優(yōu)化了算法的全局和局部搜索能力，

3、提高了算法的準確性。通過對三維結構面進行離散，依據接觸區(qū)域與分離區(qū)域的空間分布，將所建立的二維計算模型擴展到三維情況。
　　(3)針對單一巖石界面的注漿加固強度問題，分析了結構面剪切破壞機制以及粘結力與摩擦力的耦合效應。對結構面粗糙度各向異性及其表征方法進行分析。提出了摩擦力主控區(qū)域與粘結力主控區(qū)域劃分思想。建立單一界面注漿加固體的抗剪強度計算公式，為巖體注漿加固效果提供評判依據。
　　(4)基于離散元顆粒流程序PFC，采用