隧道內(nèi)定向誘導(dǎo)劈裂注漿機(jī)理及其配套檢測(cè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)性影響很大,常使得其劈裂方向難以按照實(shí)際需要的方向正確劈裂,文中首先對(duì)隧道內(nèi)劈裂注漿的起裂方向進(jìn)行了數(shù)值解和解析解的對(duì)比分析,得出了在隧道內(nèi)進(jìn)行劈裂注漿時(shí)經(jīng)常會(huì)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(jìn)設(shè)置誘導(dǎo)孔來(lái)使得漿液能夠沿指定的方向劈裂。文中利用RFPA2D軟

2、件對(duì)該方法的實(shí)施進(jìn)行了試探性的模擬,得出了在彈性模量800MPa、抗壓強(qiáng)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(shí)施需要對(duì)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(cè)試方法大多數(shù)需要從地面打孔至隧道掌子面進(jìn)行測(cè)量,費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、破壞環(huán)境。故結(jié)合隧道工程及劈裂注漿的特點(diǎn),提出了兩種新型的原位測(cè)試方法,即巖土體表面力學(xué)參數(shù)檢測(cè)方法和巖土體水平孔內(nèi)力學(xué)參數(shù)檢測(cè)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(cè)方法以彈性理論為依據(jù),可測(cè)得巖土體的彈性模量E,其計(jì)算公式在文中有詳細(xì)推導(dǎo),并利用數(shù)值方法對(duì)該公式進(jìn)行了必要的驗(yàn)證?？紤]到該方法測(cè)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(cè)方法,該方法緊密配合劈裂注漿的實(shí)施方式,具有較強(qiáng)的后續(xù)發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?該方法可測(cè)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(jì)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(xì)的敘述。對(duì)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(lái)求得。考慮到該方法計(jì)算公式的復(fù)雜性,采用Visual C++編制了一部配合該方法實(shí)施的專用計(jì)算軟件,巖土體水平孔內(nèi)力學(xué)參數(shù)計(jì)算軟件,簡(jiǎn)稱MechparaHC。對(duì)于該方法的彈性理論和塑性理論的正確性,采