土体劈裂注浆过程的数值模拟及浆脉形态影响因素分析

作     者：程少振 陈铁林 郭玮卿 张玉 CHENG Shao-zhen;CHEN Tie-lin;GUO Wei-qing;ZHANG Yu

作者机构：北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 广州地铁设计研究院有限公司广东广州510000 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0805400) 北京市自然科学基金项目(8161001) 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2019年第41卷第3期

页      码：484-491页

摘      要：针对现有数值方法对土体劈裂注浆中裂缝产生和扩展过程模拟困难的现状,采用自主研发的基于有限元与流体体积函数的数值方法对劈裂注浆过程进行了模拟研究,再现了土体劈裂注浆过程中裂缝的产生以及浆脉扩展过程。数值模拟获得的劈裂注浆浆脉扩展过程与已有理论分析及试验所得规律基本一致,表明采用该方法模拟土体劈裂注浆问题是可行的。在此基础上分析了注浆深度和土体模量两个因素对浆脉形态的影响规律。结果表明:数值模拟可以呈现劈裂注浆过程的几个阶段,包含"浆泡"挤密、初始竖向劈裂、斜向二次劈裂等阶段;在二次劈裂发生之前的挤密阶段和竖向浆脉扩展阶段,地层竖向位移增加较小,而二次劈裂之后的斜向浆脉的产生和扩展是地层竖向位移增加的主要阶段;随着注浆深度的增加浆脉的分支越来越少而且方向性更加明显,浆脉宽度也越来越小;随着土体模量的增大,注浆孔周边"浆泡"体积减小,浆脉的宽度逐渐变窄。工程实例的模拟表明,该数值模型能很好的反映工程现象,对工程实践具有一定的指导意义。

主 题 词：劈裂注浆 扩展过程 数值模拟 浆脉形态 影响因素 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0815[工学-矿业类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.11779/CJGE201903010

馆 藏 号：203572420...