伴隨國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國的城市化進(jìn)程亦飛速發(fā)展�？焖僭鲩L的人口數(shù)量,對城市基礎(chǔ)設(shè)施的需求也日漸增長。因此,越來越多城市地鐵或城市地下隧道被提上修建日程,但受建筑、管線、交通等諸多因素的限制,往往只能設(shè)計為淺埋小凈距型。黃土,一種形成于第四紀(jì)的松散沉積物,其物質(zhì)成分、外部形態(tài)和工程性質(zhì)均顯著區(qū)別于一般工程土類。黃土在我國分布廣泛,占我國國土面積的6.6%,除舉世聞名的黃土高原區(qū)域外,在我國東部地區(qū),如遼寧、山東和江蘇等地亦有大量黃土分布。當(dāng)淺埋小凈距隧道修建于黃土地層中時,受黃土中垂直節(jié)理的影響,隧道極易因地表沉降過大而引發(fā)地表裂縫、地面塌陷和管線破裂等工程災(zāi)害,對地表環(huán)境和建筑物造成重大危害。注漿方法是預(yù)防和處治淺埋小凈距隧道不良地質(zhì)災(zāi)害的可靠手段之一。但由于黃土特殊的工程性質(zhì),黃土注漿加固機制尚不明確,現(xiàn)有注漿加固理論對淺埋小凈距黃土隧道的災(zāi)害治理難以奏效。本文依托實際工程,通過試驗研究、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,查明了濟南地區(qū)黃土工程性質(zhì)方面鮮明的區(qū)域特征,揭示了黃土的注漿加固機制,研究了淺埋小凈距黃土隧道的地表注漿加固機理,揭示了浸水增濕條件下淺埋小凈距黃土隧道圍巖失穩(wěn)...

【文章頁數(shù)】：207 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 注漿加固研究現(xiàn)狀
        1.2.2 黃土工程特性及其注漿加固研究現(xiàn)狀
        1.2.3 城市淺埋隧道圍巖穩(wěn)定性及注漿加固研究
        1.2.4 小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.3 目前研究中存在的問題
    1.4 主要研究內(nèi)容、技術(shù)路線和創(chuàng)新點
        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
第二章 隧址區(qū)黃土工程特性研究
    2.1 區(qū)域黃土地質(zhì)特征分析
        2.1.1 東部黃土
        2.1.2 山東地區(qū)黃土
        2.1.3 濟南地區(qū)黃土
    2.2 隧址區(qū)黃土基本物理力學(xué)性質(zhì)
        2.2.1 物理性質(zhì)
        2.2.2 變形特征
        2.2.3 強度特征
    2.3 隧址區(qū)黃土浸水增濕條件下的強度演化規(guī)律
        2.3.1 重塑土試樣制備方法
        2.3.2 抗剪強度
        2.3.3 無側(cè)限抗壓強度
    2.4 本章小結(jié)
第三章 黃土介質(zhì)注漿加固機理研究
    3.1 問題的提出
    3.2 精細(xì)化注漿加固試驗裝置研制
        3.2.1 試驗系統(tǒng)功能要求
        3.2.2 注漿加固試驗裝置
        3.2.3 試驗裝置注漿流程
        3.2.4 滲透性測試裝置
    3.3 隧址區(qū)黃土注漿加固試驗
        3.3.1 試驗參數(shù)
        3.3.2 試驗安排
        3.3.3 試驗步驟
    3.4 試驗結(jié)果及分析
        3.4.1 加固體抗剪強度
        3.4.2 加固體無側(cè)限抗壓強度
        3.4.3 加固體滲透系數(shù)
        3.4.4 加固體破壞特征和注漿加固模式
    3.5 水灰比和含水率對加固體強度的影響機制
        3.5.1 基于水灰比或含水率單一變量的黃土注漿加固試驗
        3.5.2 水灰比和含水率對加固體粘聚力、抗壓強度的影響
        3.5.3 黃土注漿加固效果的水敏效應(yīng)分析
        3.5.4 基于綜合水灰比的黃土地層動態(tài)注漿控制
    3.6 本章小結(jié)
第四章 淺埋小凈距黃土隧道地表注漿加固機理研究
    4.1 地表注漿物理模擬試驗系統(tǒng)
    4.2 地表注漿試驗設(shè)計
    4.3 隧道圍巖穩(wěn)定性對地表注漿的響應(yīng)特征
        4.3.1 圍巖失穩(wěn)過程
        4.3.2 隧道拱頂應(yīng)力演化規(guī)律
        4.3.3 隧道拱腰應(yīng)力演化規(guī)律
    4.4 地表注漿加固機制分析
        4.4.1 注漿壓力演化規(guī)律
        4.4.2 漿脈分布特征分析
    4.5 地表注漿過程中地面位移計算方法及試驗驗證
        4.5.1 問題的提出與簡化
        4.5.2 計算原理及基本假定
        4.5.3 地表抬升位移計算方法
        4.5.4 室內(nèi)試驗驗證
        4.5.5 影響因素分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 淺埋小凈距黃土隧道圍巖失穩(wěn)特征及注漿加固效果數(shù)值模擬研究
    5.1 計算模型建立與參數(shù)選取
        5.1.1 計算模型構(gòu)建
        5.1.2 計算參數(shù)選取
    5.2 淺埋小凈距隧道圍巖失穩(wěn)規(guī)律研究
        5.2.1 數(shù)值試驗設(shè)計
        5.2.2 基于位移特征的圍巖穩(wěn)定性分析
    5.3 淺埋小凈距隧道圍巖失穩(wěn)臨界狀態(tài)研究
        5.3.1 失穩(wěn)準(zhǔn)則選取
        5.3.2 不同條件下的圍巖失穩(wěn)臨界狀態(tài)
    5.4 小凈距隧道圍巖注漿加固效果分析與評估
        5.4.1 典型注漿工況條件下加固效果分析
        5.4.2 不同注漿工況條件下最優(yōu)注漿加固效果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 淺埋小凈距黃土隧道注漿加固工程應(yīng)用實踐
    6.1 工程概況
        6.1.1 水文地質(zhì)條件
        6.1.2 工程地質(zhì)條件
    6.2 地表塌陷災(zāi)害
        6.2.1 地表塌陷災(zāi)害發(fā)生過程
        6.2.2 災(zāi)害原因分析
        6.2.3 注漿加固治理難點
    6.3 復(fù)雜城市條件下淺埋小凈距隧道注漿加固設(shè)計
        6.3.1 注漿治理目標(biāo)
        6.3.2 地下管線分布重探測
        6.3.3 上覆土層注漿加固設(shè)計
        6.3.4 中隔巖柱注漿加固設(shè)計
    6.4 注漿加固效果評價
        6.4.1 圍巖變形監(jiān)測
        6.4.2 地球物理探測
        6.4.3 漿脈分布特征
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
博士期間發(fā)表論文
博士期間參與的科研項目
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3950058