盾构隧道壁后注浆体变形模型及土体位移分析

盾构施工将会在管片和围岩之间形成环形空隙,对该空隙进行注浆回填来控制地层沉降是盾构施工控制地层位移的关键工序。注浆完成后随浆体水泥水化反应的进行和浆体水分的渗透损失,浆体体积收缩造成地层损失并引起地层位移沉降。因此壁后注浆体的变形及力学性质变化直接影响到土体的应力释放、土体位移及作用在管片上的土压力大小。利用自制壁后注浆单元模型试验装置,研究不同的注浆压力、注浆材料在砂性土条件下浆体的变形规律,提出了能够反映浆体变形规律的数学模型。确定间隙参数是解析方法预测土体位移的关键步骤,利用浆体变形模型可更为准确地确定壁后注浆完成后的盾尾间隙参数。

盾构隧道壁后注浆浆体变形特性

利用浆体变形单元体模型试验装置,研究了不同浆体压力、不同围岩土质条件以及不同地下水压作用下的盾构壁后注浆体的变形规律。试验研究表明,较高的浆体压力有利于加快浆体排水固结速率并增大浆体的最终变形量。土体的渗透系数是影响浆体变形的重要因素。在砂性土体中,地下水压对浆体的变形影响较大,在粘性土体中,浆体压力对浆体的变形影响较大。该装置可以用于研究浆液注入盾尾空隙后的受力状态、浆体的变形特性,有助于更深入地明确壁后注浆控制地层应力释放和地层变形作用。

不同活性氧化镁膨胀剂对水泥浆体变形的影响

采用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2吸附表征不同活性的氧化镁膨胀剂(MEA)粉体,并研究掺不同活性MEA水泥浆体在不同养护条件下的变形性能.结果表明:MEA颗粒是由MgO晶粒黏结组成,内部孔径的增大和比表面积的减小都导致MEA活性的降低.在20和30℃水养护条件下,掺高活性MEA水泥浆体的早期膨胀比较明显,后期膨胀增长趋势减小,掺低活性MEA水泥浆体的早期膨胀比较小,后期膨胀增长趋势较大;MEA的掺量越大,水泥浆体的膨胀率越大;养护温度越高,掺MEA水泥浆体产生的膨胀越早.MEA能减小水泥浆体的干燥收缩,但不能完全补偿水泥浆体的收缩.

盾构壁后注浆体变形及压力消散特性试验研究

壁后注浆是盾构施工的关键工序。壁后注浆体的变形及力学性质变化直接影响到土体的应力释放、地层位移及作用在管片上的土压力大小。利用自制壁后注浆单元体模型试验装置,研究不同的注浆压力、注浆材料及围岩土质条件对注浆体变形及注浆压力消散的影响规律。较高的注浆压力有利于减小围岩的应力释放量,加快浆体排水速率。在砂性土地层中,浆体变形和浆体压力消散较粘性地层快,说明土质条件对地层位移和围岩应力释放影响较大。

膨胀型水泥硬化浆体变形的分形与粘弹性分析——含钙矾石和水镁石膨胀源的水泥硬化浆体的膨胀机理分析

应用分形学与粘弹性力学对含钙矾石和水镁石膨胀源的水泥硬化浆体的膨胀机理进行了研究与分析。得到在这种膨胀型水泥硬化浆体中的钙矾石和水镁石膨胀随SO3与MgO质量分数和时间的变化规律 ;揭示了膨胀型水泥硬化浆体的分形行为 ,其膨胀曲线的分形元服从指数规律 ;解释了在钙矾石膨胀的基础上水镁石膨胀的非线性叠加现象 ;解释了来自钙矾石和水镁石的结晶膨胀能不可能全部用作膨胀功 ,而是部分消耗在变形过程中 ,部分贮存在水泥硬化浆体中 ,部分用于使水泥硬化浆体结构致密化的膨胀规律。

压力分散型锚索设计中应考虑的几个问题

在分析压力分散型锚索锚固机制的基础上,提出该类锚索设计中应考虑的3个问题,即单元锚固段长度的计算问题、承压板处浆体的变形问题和工后坡体变形引起钢绞线的不均匀荷载问题,认为该类锚索较拉力型锚索的锚固力有所提高,是因为浆体受压时径向的膨胀变形受到岩土体约束,岩土体越坚硬约束作用越强,锚固力提高值越多,反之则小。由此提出物理概念清楚、计算简单的单元锚固段长度计算公式。按照承压板处浆体的变形特征,提出变形量的计算公式,由此可进行浆体的变形验算。为消除工后坡体变形引起钢绞线的荷载不均匀问题,建议采用基于工后允许位移的张拉法,给出详细张拉顺序和计算公式。