论文部分内容阅读
目前,松软地层灌浆防渗工程存在成孔困难(钻孔易塌孔)﹑不易起压﹑无效灌注严重(漏浆﹑串浆致耗浆量大),灌浆过程难于控制等技术难题。考虑现有灌浆工艺的不足,发明了一种适合松软地层灌浆的新工法“自下而上,浆体封闭,脉动灌浆”,可有效解决上述难题。此技术虽已成功应用于托口水电站河湾地块防渗帷幕工程,但其作用机理还有待进一步研究。为实现新工艺的推广应用,有必要对松软地层灌浆机理进行探究。实验室灌浆物理模拟能用较低的成本进行大样本重复实验,再现灌浆全过程,可反映浆液与土之间的接触特性,是研究灌浆机理的有效途径和方法。因此,本文通过模拟试验对松软地层灌浆进行了初步探讨,其主要内容如下:(1)自主开发了一套松软地层灌浆模拟试验装置,设计的围压系统能模拟灌浆时的围压环境,可进行稳压灌浆和脉动灌浆全过程模拟。(2)通过脉动灌浆与稳压灌浆对比试验,论证了松软地层灌浆采用脉动灌浆工艺更加适宜。在受灌体相同、围压相同、灌浆量相同情况下,稳压和脉动压力两种灌浆方式下结石体均为圆饼状,且有一定厚度。脉动灌浆下形成的结石厚度较稳压下大(脉动约4.0~4.1cm,稳压灌浆下约2.1~2.5cm),结石体密实度较稳压下高(脉动下分别为59.5%和78.3%,稳压灌浆下密实度为49.1%和61.4%),灌后结石体28d抗剪强度(0.205MP和0.195MPa)优于稳压灌浆(0.189MPa和0.173MPa),且脉动灌浆后的结石体呈团状结构,较稳压灌浆后的絮状结构更加紧密。(3)通过脉动灌浆压力影响试验,表明脉动灌浆压力对灌注效果影响显著。灌浆压力从0.2MPa增大到0.6MPa,土层变得更加密实,挤密效果更明显,结石体密实度增加33%;但结石体直径从0.95m增至1.20m,浆脉厚度由4cm减小至2cm,结石体28d抗剪强度降低31%。(4)通过浆材水固比影响试验,表明浆材水固比对灌注效果有一定影响。浆材水固比从0.55增大到1.0,浆脉扩散范围(直径)随之从0.87 m增大到1.40 m,但结石体由块状向密实团状及松软团状转变,密实度减小14%,浆脉厚度从4cm减小到1.9cm,结石体28d抗剪强度降低20%。松软地层灌浆防渗采用脉动灌浆工艺更加适宜,而脉动灌浆需适度控制浆材水固比,严格控制灌浆压力。当然,论文在完成过程中仍有许多不足之处,下一步有必要对脉动灌浆参数、多种类似地层的灌浆工艺适应性等,以及松软地层实施脉动灌浆的力学机制进行深入研究。