压力注浆劈裂加固软粘土地基的力学研究

《压力注浆劈裂加固软粘土地基的力学研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、压力注浆劈裂加固软粘土地基的力学研究【摘要】本文在压力注浆加固软粘土地基工程领域，首次应用连续介质力学、土力学及弹性理论的力学原理，对压力注浆体挤压、劈裂、扩展、加固软粘土层的应力、变形、位移及其运动状态进行研究，建立起压力注浆体在软土层的压缩半径、劈裂面扩展半径、劈裂面厚度与注浆压力、注浆时间及浆液的粘滞性、土体阻抗之间的关系，并结合某房屋软粘土层地基的注浆加固工程案例，简要地介绍压力注浆劈裂加固软粘土层地基的机理、方法与效果。【关键词】注浆劈裂；加固软土；力学研究Pressuregroutingsplitthemechanicalreinforcement

2、ofsoftclayfoundationYangShichun【Abstract】Inthispaper,pressuregroutingofsoftclayfoundationengineering,Thefirstapplicationofcontinuummechanics,soilmechanicsandthetheoryofelasticitymechanics,pressuregroutingofthebodyextrusion,splitting,expansion,consolidationofsoftclaylayerofstress,d

3、eformation,displacementanditsstateofmotionstudy,Establishabodyinthesoftsoilgroutingpressurecompressedradius,splitfaceextendedradius,surfacethicknessandsplitgroutingpressure,groutingtimeandtheslurryviscosity,therelationshipbetweensoilresistance,Housingcombinedwithasoftclayfoundationgr

4、outingprojectcases,abriefdescriptionofthepressuregroutingreinforcementofsoftclayfoundationsplittingmechanism,methodsandresults.【Keywords】SplittinggroutingreinforcementofsoftsoilmechanicsresearchCLCnumber:TU4721.引言目前利用压力注浆劈裂加固软土地基的技术已广泛地应用于水利堤防、隧道围护、建筑物地基等加固工程，并取得普遍的良好工程效果。由于注浆设备小巧

5、、工艺灵活，对周围环境影响小，适应性强等优点，具有广阔的应用前景。但在劈裂加固粘土质软地基方面仍有不少理论和技术问题需要进一步研究和完善。2.压力注浆加固软土地基的机理在软土地基加固中，将凝胶浆液注入土层，挤走土体中的间隙水，在土体中逐渐渗透、扩张、凝结、固化，使松散颗粒相互固结，从而有效地加固砂质土体，达到提高软土地基承载力的工程目的。对于渗透性很差的粘土层，浆液无法向土体渗透而产生高压，迫使周围土体产生劈裂，使浆液沿着劈裂面向土体呈脉状喷射注入，形成脉状凝胶土体而增强土体抗压强度，这就是本文所要研究的劈裂注浆。根据土力学和连续介质力学原理，当浆液在压

6、力作用下进入均质的软粘土体时，可认为带压浆液是不可压缩的流体，其对周围土体进行不断扩胀压缩的过程为等熵运动。当注浆管出口压力保持不变时，可使进入土体的浆液体内保持一个压力梯度。若忽略重力场作用，则浆体内的压力分布与注浆管出口（球心）对称，使之形成一个圆球体。当土体被压缩到不能再压缩时，球体内浆液不再扩胀而各点压力相等（压力梯度gradp=0），并与土体的抵抗压力保持短暂的力学平衡。当浆液继续加压注入，使浆液压力超过土体的极限抗拉强度时，将使周围土体产生不规则的脉状劈裂破坏。由于浆液压力保持不变，在劈裂尖端产生应力集中（当无裂隙、层理等薄弱面时），使带压浆液沿着约

7、束薄弱面劈裂扩展，形成主劈裂面。在主劈裂面内的浆液压力受土体阻抗不断衰减，当其径向压力产生的切向拉力与土体抗拉强度相等时，主劈裂面不再扩展而受到压缩，达到新的短暂力学平衡。当劈裂面内的浆液压力又被再次扩充，使其切向拉力超过土体抗拉强度时，劈裂面又继续扩展，同时在劈裂面两侧产生新的微小脉状劈裂面。当劈裂面内的注浆又得到新的补充，新的微小劈裂面又会被扩展，在土体中形成许多劈裂主脉、次脉和支脉凝胶体，并使劈裂面间的土体受到压缩与浆液渗透，从而有效地改善土体的整体力学性能。但对均质粘土层而言，劈裂面只向薄弱面方向扩展形成主劈裂面，不再在其他方向产生新的主劈裂面。3.土体

8、在注浆压力作用下的应力、