【摘要】：近些年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到快速發(fā)展,城市化進(jìn)程進(jìn)入了加速發(fā)展階段。人口數(shù)量的快速增長(zhǎng),導(dǎo)致城市不斷向外擴(kuò)張。目前,空間已成為制約城市發(fā)展的重要因素之一。城市發(fā)展與空間稀缺之間的矛盾使得地下空間的開(kāi)發(fā)利用成為必然趨勢(shì)。地下工程的施工,不可避免的會(huì)對(duì)城市已有地表及地下設(shè)施產(chǎn)生影響。特別是市政隧道工程,由于其規(guī)劃線(xiàn)路長(zhǎng)、埋深淺,對(duì)城市已有設(shè)施影響極大。若施工不當(dāng),極易造成道路塌陷、樓房倒塌等不良后果,從而影響城市正常運(yùn)營(yíng)。工程實(shí)踐表明:通過(guò)注漿方法提高地層穩(wěn)定性,是減弱淺埋地下工程對(duì)周邊環(huán)境影響的重要方法。但受限于現(xiàn)有理論、技術(shù)和工藝等問(wèn)題,在市政隧道等城市淺埋地下工程實(shí)施注漿治理時(shí)漿液擴(kuò)散極易引起地表隆起現(xiàn)象,進(jìn)而造成管線(xiàn)破裂、道路垮塌等工程事故,成為制約城市淺埋地下工程快速安全發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)城市淺埋地下工程注漿施工造成的地表抬升問(wèn)題,依托濟(jì)南玉函路地下隧道工程,本文通過(guò)理論推導(dǎo)、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等方法,研究了注漿過(guò)程中中漿液擴(kuò)散對(duì)地表抬升的影響規(guī)律,建立了地表抬升位移與地表土性質(zhì)、注漿深度等因素的關(guān)系,基于隨機(jī)介質(zhì)理論提出了注漿作用下地表抬升位移的理論預(yù)測(cè)方法,并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)與實(shí)際工程對(duì)研究成果進(jìn)行了印證。具體研究成果如下:(1)基于隨機(jī)介質(zhì)理論,分別建立了理想壓密注漿抬升模型與劈裂注漿抬升模型,并提出了相應(yīng)的地表抬升位移預(yù)測(cè)方法,定量分析了地表抬升位移與注漿深度、注漿擴(kuò)散半徑等注漿參數(shù)間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,基于線(xiàn)性疊加原理,推導(dǎo)了雙孔注漿條件下地表抬升位移預(yù)測(cè)公式。(2)設(shè)計(jì)了可視化注漿抬升模型試驗(yàn)系統(tǒng),分別開(kāi)展了壓密注漿與劈裂注漿條件下的注漿抬升試驗(yàn),系統(tǒng)研究了注漿過(guò)程中地表抬升位移發(fā)展規(guī)律;基于試驗(yàn)結(jié)果提出了注漿抬升系數(shù)y,并推導(dǎo)了抬升系數(shù)的表達(dá)式。(3)基于離散顆粒流方法,利用PFC軟件模擬注漿過(guò)程,采用伺服機(jī)制施加注漿壓力,模擬壓密注漿過(guò)程及劈裂注漿過(guò)程,研究了被注介質(zhì)多元物理場(chǎng)參數(shù)和地表抬升位移間的響應(yīng)機(jī)制,對(duì)理論分析和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,進(jìn)一步揭示了淺埋市政隧道注漿抬升機(jī)理。(4)提出注漿抬升控制方法,并應(yīng)用于濟(jì)南玉函路隧道上覆圍巖注漿加固工程,對(duì)注漿深度、注漿速率及注漿壓力等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,在保障注漿加固效果的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了對(duì)地表抬升位移的有效控制,確保了工程快速安全的實(shí)施。
【圖文】：

圖１．１漿體球形擴(kuò)張錐形剪切破壞示意圖［１］逡逑試驗(yàn)研究逡逑位學(xué)者采用模型試驗(yàn)及物理模擬試驗(yàn)的研究方式，注漿過(guò)程中抬升機(jī)理的試驗(yàn)研究較少。英國(guó)劍橋土補(bǔ)償灌漿抬升機(jī)理試驗(yàn)系統(tǒng)并進(jìn)行了地下開(kāi)挖，研究了開(kāi)挖影響區(qū)域內(nèi)注漿抬升長(zhǎng)期效果的影在中性區(qū)，在該區(qū)域，開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生的負(fù)超孔隙中產(chǎn)生的正超孔隙壓力，并產(chǎn)生反固結(jié)作用，從而有效提高注漿抬升效果。張曉雙［１］利用自行設(shè)計(jì)的一系列室內(nèi)注漿試驗(yàn)，研究不同種類(lèi)土在不同固下，上覆壓力對(duì)注漿抬升長(zhǎng)期效果的影響，分析產(chǎn)９］通過(guò)試驗(yàn)，，從正面利用的角度研究了壓密注漿的

圖１．２技術(shù)路線(xiàn)圖逡逑１．５．３主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)逡逑（１）基于隨機(jī)介質(zhì)理論，建立單孔注漿理想球體擴(kuò)散壓密注漿抬升模型以逡逑及單一水平劈裂漿脈注漿抬升模型，提出了注漿引起的地表豎向位移的預(yù)測(cè)公式逡逑及簡(jiǎn)化算法。逡逑（２）建立了雙孔注漿理想球體擴(kuò)散壓密注漿抬升模型以及單一水平劈裂漿逡逑脈注漿抬升模型及預(yù)測(cè)公式，提出了影響地表抬升形態(tài)的極限注漿孔距。逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U456.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 郭樂(lè);楊新安;吳東鵬;李亞翠;王薇;;高速鐵路軟土復(fù)合路基沉降注漿治理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J];中國(guó)鐵道科學(xué);2015年06期

2 鄭剛;張曉雙;;劈裂注漿過(guò)程的二維顆粒流的模擬研究[J];廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年06期

3 郭炎偉;賀少輝;管曉明;劉夏冰;;劈裂注漿復(fù)合土體平面等效彈性模型理論研究[J];巖土力學(xué);2015年08期

4 章敏;劉軍軍;秦文權(quán);;注漿抬升位移預(yù)測(cè)及簡(jiǎn)化模型研究[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

5 李鵬;張慶松;張霄;李術(shù)才;張偉杰;李夢(mèng)天;王倩;;基于模型試驗(yàn)的劈裂注漿機(jī)制分析[J];巖土力學(xué);2014年11期

6 張冬梅;鄒偉彪;閆靜雅;;軟土盾構(gòu)隧道橫向大變形側(cè)向注漿控制機(jī)理研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2014年12期

7 李術(shù)才;張偉杰;張慶松;張霄;劉人太;潘光明;李志鵬;車(chē)宗原;;富水?dāng)嗔褞?yōu)勢(shì)劈裂注漿機(jī)制及注漿控制方法研究[J];巖土力學(xué);2014年03期

8 李立新;童無(wú)欺;鄒金鋒;;注漿抬升位移的隨機(jī)介質(zhì)理論預(yù)測(cè)方法[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年05期

9 張淼;鄒金鋒;陳嘉祺;李亮;李振存;;非對(duì)稱(chēng)荷載作用下土體劈裂注漿壓力分析[J];巖土力學(xué);2013年08期

10 鄒金鋒;童無(wú)欺;羅恒;汪曉豐;;基于Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則的裂隙巖體劈裂注漿力學(xué)機(jī)理[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年07期

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2 王德明;泥質(zhì)斷層破碎帶隧道突水突泥災(zāi)變機(jī)理研究及應(yīng)用[D];山東大學(xué);2017年

3 張曉雙;地下工程注漿抬升機(jī)理及效果研究[D];天津大學(xué);2016年

4 逄鐵錚;大斷面城市隧道穿越復(fù)雜建筑物群的安全性控制研究[D];北京交通大學(xué);2015年

5 俞文生;隧道泥質(zhì)充填斷層破碎帶劈裂注漿擴(kuò)散機(jī)理及工程應(yīng)用[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2015年

6 張偉杰;隧道工程富水?dāng)鄬悠扑閹ё{加固機(jī)理及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2014年

7 劉人太;水泥基速凝漿液地下工程動(dòng)水注漿擴(kuò)散封堵機(jī)理及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2012年

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2 李相輝;松散軟弱介質(zhì)注漿擴(kuò)散和加固試驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2015年

3 肖華溪;深厚軟土樁基后注漿技術(shù)試驗(yàn)與研究[D];中南大學(xué);2009年

4 黎新亮;淺埋暗挖隧道地層變位隨機(jī)介質(zhì)理論分析及控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2008年

5 白楠;人工凍土強(qiáng)制解凍融沉控制研究[D];同濟(jì)大學(xué);2008年

6 巨建勛;土體壓密注漿機(jī)理及其抬升作用的研究[D];中南大學(xué);2007年

7 鄒超;砂土層中超細(xì)水泥注漿機(jī)理的試驗(yàn)研究[D];安徽理工大學(xué);2006年

8 馮旭海;壓密注漿作用機(jī)理與頂升效應(yīng)關(guān)系的研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2003年

本文編號(hào)：2660464