岩土复合地层盾构隧道对地表变形及应力分析的研究

考虑到岩体与土体力学性质的差异,利用复变函数结合随机介质理论建立岩土复合地层隧道开挖的力学解析模型,将理论计算结果与数值模拟、现场实测结果进行对比。结果表明:解析解、数值解与实测值三者的吻合度相对较高,且数值解与理论解的沉降槽宽度保持一致,说明该理论计算方法具有较高的可信度。随后讨论了作用于岩、土层分界面不同竖向荷载、岩层隧道埋深与其半径之比以及岩体泊松比等参数对地表变形及洞周应力的影响。结果表明:随着岩、土层分界面竖向荷载的增加,地表沉降也不断增大,洞周环向压应力在隧道拱腰附近显著增大而拱顶环向拉应力变化相对缓慢;随着深径比h/r的减小,地表沉降逐渐增大,当h/r≥3时,增大深径比对洞周环向应力的影响相对较小;岩体泊松比越大,则地表沉降越小,洞周环向应力分布越均匀。

适应深厚复杂岩土层防渗灌浆的可控性黏土水泥稳定浆材及快速配制

深厚复杂岩土层同一钻孔的可灌性差异显著,灌浆材料要随机应变,灌浆工艺方法要适应性强。现有的灌浆材料可控性不足,可灌性单一;目前的灌浆方法在每一灌浆孔段,逐级变浆,浆材扩散难以控制,弃浆浪费严重,施工工效低。充分考虑灌浆施工工艺的实际要求、灌浆材料性能优化等,通过大样本室内试验,利用黏土的良好性能、水玻璃系浆液塑性黏度和屈服强度很低、水泥等的固化和强度特性以及改性剂,研制一种可控性黏土水泥稳定浆材,不仅性能指标满足一般工程的防渗要求,而且浆液流变参数、凝结过程、结石体参数等可在较大范围内调整。对于复杂地层,依据受灌岩土体性质的差异,选用研制的可控性浆材和相应的供料方式,可实现浆材的快速配制,变浆便捷,弃浆少,成本低。在托口水电站河湾地块防渗帷幕工程中,已完成的灌浆试验表明,与传统浆材和施工方法相比,注入量降低约65%,施工台月效益(m/(台.月))提高约30%,灌浆质量达到设计要求,研究成果可在该工程及类似工程中推广应用。