本書通過理論分析與推導(dǎo),構(gòu)建了不同漿液及地層特性下的漿液充填、滲透、壓密等擴散模型,建立了盾構(gòu)隧道壁后注漿漿液擴散的理論體系;結(jié)合漿液擴散理論及工程應(yīng)用實踐,提出了盾構(gòu)隧道壁后注漿的設(shè)計方法。本書介紹的相關(guān)研究成果可縮小盾構(gòu)隧道壁后注漿理論研究與工程實踐之間的差距,促進盾構(gòu)隧道壁后注漿工程實踐的科學(xué)化及規(guī)范化開展。
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1. 國家自然科學(xué)基金項目面上項目基于驅(qū)替效應(yīng)的砂卵石地層盾構(gòu)壁后注漿滲透擴散機理研究,編號51878060,負責(zé)人(本書依托項目),2019.01-2022.12;
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 盾構(gòu)隧道的發(fā)展 1
1.2 盾構(gòu)分類 6
1.2.1 按斷面形狀分類 6
1.2.2 按直徑分類 7
1.2.3 按開挖面與作業(yè)室之間隔板的構(gòu)造分類 7
1.3 盾構(gòu)壁后注漿 8
1.3.1 注漿位置 10
1.3.2 注漿時機 11
1.3.3 注漿作用 12
參考文獻 13
第2章 壁后注漿材料及漿液固化機理 15
2.1 壁后注漿材料 15
2.1.1 漿液特性要求 15
2.1.2 漿液分類 16
2.1.3 國內(nèi)注漿材料發(fā)展 19
2.2 漿液固化機理 19
2.2.1 單液漿的固化機理 19
2.2.2 雙液漿的固化機理 20
2.3 漿液流變特征 20
2.3.1 單漿液的流變特征 20
2.3.2 雙漿液的流變特征 25
2.4 漿液擴散形式及影響因素 25
2.4.1 漿液擴散形式 25
2.4.2 漿液擴散影響因素 28
參考文獻 30
第3章 充填擴散 32
3.1 單液漿環(huán)形充填擴散模型 32
3.1.1 擴散機理分析 32
3.1.2 模型推導(dǎo) 33
3.1.3 實例分析 38
3.2 單液漿扇形充填擴散模型 43
3.2.1 擴散機理分析 43
3.2.2 模型推導(dǎo) 43
3.2.3 實例分析 46
3.2.4 環(huán)形與扇形充填擴散模型對比 47
3.3 雙液漿充填擴散模型 48
3.3.1 擴散機理分析 48
3.3.2 模型推導(dǎo) 51
3.3.3 實例分析 54
參考文獻 55
第4章 滲透擴散 57
4.1 牛頓流體滲透擴散模型 57
4.1.1 漿液的流變方程 57
4.1.2 基本模型推導(dǎo) 58
4.1.3 考慮驅(qū)替效應(yīng)的模型推導(dǎo) 80
4.2 賓厄姆流體滲透擴散模型 102
4.2.1 漿液的流變方程 102
4.2.2 基本模型推導(dǎo) 102
4.2.3 考慮驅(qū)替效應(yīng)的模型推導(dǎo) 111
4.3 冪律流體漿液滲透擴散模型 127
4.3.1 漿液的流變方程 127
4.3.2 考慮驅(qū)替效應(yīng)的模型推導(dǎo) 127
參考文獻 137
第5章 壓密擴散 139
5.1 球形壓密模型 139
5.1.1 模型推導(dǎo) 139
5.1.2 參數(shù)確定及適用范圍 144
5.1.3 實例分析 146
5.2 柱形壓密模型 149
5.2.1 模型推導(dǎo) 149
5.2.2 模型應(yīng)用的討論 155
5.2.3 實例分析 156
參考文獻 157
第6章 考慮漿液-土體顆粒特性的擴散模型 158
6.1 考慮篩濾效應(yīng)的擴散模型 158
6.1.1 篩濾效應(yīng) 158
6.1.2 濾餅沉積擴散模型 159
6.1.3 半球形濾餅充填模型 167
6.2 考慮滲濾效應(yīng)的擴散模型 173
6.2.1 滲濾效應(yīng) 173
6.2.2 滲濾擴散模型 174
6.3 考慮壓濾效應(yīng)的擴散模型 202
6.3.1 壓濾效應(yīng) 202
6.3.2 球形孔壓濾擴散模型 203
6.3.3 柱形孔壓濾擴散模型 210
參考文獻 215
第7章 壁后注漿設(shè)計 216
7.1 注漿材料的選擇 216
7.1.1 不同施工地層漿液的選用情況 216
7.1.2 單液漿漿液配合比的選定 219
7.1.3 單液漿漿液配合比與性能之間的關(guān)系 221
7.2 注漿壓力的設(shè)計 236
7.2.1 臨界注漿壓力計算 237
7.2.2 實例分析 242
7.2.3 最優(yōu)注漿壓力確定 245
7.3 注漿量估算 246
7.3.1 函數(shù)關(guān)系式 247
7.3.2 盾構(gòu)和管片的位置關(guān)系估算注漿量 248
7.4 漿體固結(jié)強度及耐久性 250
7.4.1 漿體固結(jié)強度 250
7.4.2 漿體耐久性 252
7.5 漿液注入效果評價方法 253
7.5.1 注漿模型試驗系統(tǒng) 253
7.5.2 注漿漿液擴散試驗 256
7.5.3 試驗結(jié)果處理與分析 258
參考文獻 264