富水粉细砂地层注浆三维颗粒流数值模拟分析

Numerical Simulation Analysis of Grouting in Water-rich Sand Stratum by Three-dimensional Particle Flow Software

对于富水粉细砂层,由于其具有渗透系数小、浆液难以渗入的特殊工程性质,注浆效果往往达不到预计的要求是土木工程界的一大难题,因此对该地层的注浆研究具有重要意义。以北京地铁10号线劲松站—潘家园站区间隧道施工过程中所遇到的富水粉细砂土层为研究对象,通过基于离散元理论的数值模拟软件PFC3D从微观上模拟注浆,总结在不同注浆压力下浆液的扩散规律和孔隙率的变化情况,并将模拟结果和实际工程情况进行对比,从而确定最佳的注浆压力。工程实际注浆情况和模拟结果均表明,当注浆压力不足时,浆液首先表现为渗透注浆,形成不规则的浆泡并对土体产生挤密作用;当注浆压力达到启裂压力,则表现为劈裂注浆,形成脉状、斑状、星点状结石体,结石体和土体形成的复合土体使土层的性质得到明显增强,达到注浆预计的效果。