【摘要】：高聚物注漿技術是一種有別于傳統(tǒng)水泥注漿的新型化學注漿技術,該技術具備突出優(yōu)勢,被廣泛用于建筑糾偏、地基補償、公路脫空、機場道面修復以及防滲補漏等諸多領域�，F(xiàn)階段國內針對高聚物注漿的研究主要集中于材料的各項性能參數(shù)上,但對注漿模型、工作機理、注漿量預判、注漿抬升地面等系列問題仍然缺乏深入研究。為此本文開展了聚氨酯高聚物材料注漿的數(shù)值模擬和注漿施工工藝研究,主要結論如下:(1)首先建立了高聚物注漿滲透擴散模型。將聚氨酯在巖土中的注漿擴散視為在多孔介質下的兩相流動過程,漿液密度下降對應體積的膨脹,完成高聚物各項物性參數(shù)及多孔介質下的孔隙率、平均粒徑、慣性阻力和粘滯阻力的定義,使用VOF模型追蹤空氣相與聚氨酯漿液的兩相流交界面。基于摩爾庫倫準則,由復合地基規(guī)律以及圓孔擴張理論推導了土體劈裂時對應的極限擴張壓力,以某一種反應物消耗殆盡或膨脹力下降至低于土體劈裂壓力作為聚氨酯膨脹擴散的結束標志。(2)對注漿擴散范圍的影響因素進行了敏感性分析。根據(jù)數(shù)值計算結果,注漿擴散范圍影響因素中,被注介質的平均粒徑影響程度最大,注漿壓力次之,孔隙率影響相對較小,但顯著大于注漿孔孔徑和注漿深度的影響。因此注漿前需要關注土體類型或級配組成,當被注介質較為密實且細小顆粒時,需要采用高壓注漿。由于注漿孔孔徑影響較小,在通過調整注漿壓力可以滿足要求時,盡量取用低值,以起到“微創(chuàng)”目的。(3)隨后,探討了注漿抬升地面的工藝流程特點。注漿工藝注漿抬升需要建立基層脫空松散等填充加固完成的基礎上,根據(jù)數(shù)值計算結果,單次注漿量過長易導致注漿孔附近溫度過高,管口堵塞,漿液積聚,孔隙填充不充分等情況,因此宜采用少量多次的注漿方式。單次注漿時間宜控制在10s左右,且后續(xù)注漿壓力應較前值提高25%~40%。在不同深度分段進行高聚物注漿,可形成高聚物異型樁,起到換填加固等作用,逐段調整注漿壓力或注漿量,可形成期望形態(tài)的樁體,恒定壓力時,樁體呈倒錐形。(4)經(jīng)過回歸分析,得到注漿擴散半徑R關于注漿壓力P、注漿孔徑r、孔隙率n、平均粒徑d及極限擴張壓力f的回歸方程為:R(28)716.23P.~(0394)r.~(0193)n.~(1205)d.~(0786)f~(-.0268);注漿量V回歸方程為V(28)2440.6P~(1.175)r~(0.585)n~(4.654)d~(2.356)。結合擴散范圍計算結果,基于隨機介質理論,研究了高聚物注漿的抬升效應,實現(xiàn)了不同注漿量下,地表位移抬升量的預測。(5)最后,通過某高速公路服務區(qū)水泥砼路面的加固和實體工程,實測了注漿量、擴散范圍及抬升量,檢測結果表明本文建立的理論模型和計算方法是有效的,計算結果可供相關單位參考使用
【圖文】：

形成一定的塑形變形帶，較遠的區(qū)域則產生彈性變別于滲透注漿，壓密注漿的考慮的是漿液稠度高于被僅起到擠壓和置換作用，而不會滲透進被注區(qū)域。壓，認為施加的壓力只使影響區(qū)域的土體發(fā)生塑形變形漿理論常注漿壓力較低，不出現(xiàn)明顯水力劈裂，而主要呈透注漿的首要條件是選用的漿液中的顆粒體積能夠由于其大都不存在顆粒，因此可注性普遍強于水泥更強的適應性。滲透注漿的漿液一般均勻地擴散到土時對土顆粒進行膠結，完成了對土體防滲能力的提升（Maag）假定注漿源為點源，將注漿擴散定為牛頓漿液在砂層中的滲透公式進行了推導[11]。擴散模式如

圖 1-2 考慮重力影響下的球形擴散示意圖的推導基于水通過多孔介質的試驗結果和達西，對于水來說是合適的。但是對于溶液型的化考慮慣性阻力和粘滯阻力將會帶來較大系統(tǒng)性論較高注漿壓力對弱透水性地層進行注漿，當注壓力）時，土體發(fā)生水力劈裂，即在土體中出力面上[9]。通常情況下，劈裂注漿會經(jīng)歷從壓，，第一階段鼓泡壓密，第二階段產生劈裂流動的漿液量較小，集中在注漿口附近，注漿壓力進行壓密來為注入的漿液提供空間。漿液的足以使土體產生劈裂的峰值時，土體就會出現(xiàn)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U418

【參考文獻】

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1 秦文權;章敏;;止?jié){墻在注漿抬升效應中的影響分析及工程應用[J];施工技術;2015年S1期

2 李曉龍;王復明;鐘燕輝;郭成超;張蓓;;自膨脹高聚物注漿材料在二維裂隙中流動擴散仿真方法研究[J];巖石力學與工程學報;2015年06期

3 吳星;張柳;郭琦;張載松;;基于Fluent的裂隙注漿數(shù)值模擬及試驗研究[J];山東工業(yè)技術;2015年02期

4 鄭新國;李書明;謝永江;曾志;翁智財;劉競;楊德軍;;高聚物注漿材料密度與力學行為關系研究[J];武漢理工大學學報;2014年04期

5 邊學成;程

本文編號：2707797