基于宾汉体浆液的海底隧道劈裂注浆机理研究.pdf

基于宾汉体浆液的海底隧道劈裂注浆机理研究 孙 锋 ，陈铁林 ，张顶立 ，张中检2，李鹏飞 (1．北京交通大学 隧道及地下工程教育部工程研究中心，北京 100044； 2．中国科学院地质与地球物理研究所 工程地质力学重点研究实验室．北京 100029) 摘 要：基于流体流变方程和平板窄缝模型，推导出宾汉体浆液劈裂注浆扩散半径计算公式，并提 出了求解方法．计算表明，注浆压力差随浆液流变参数的增大呈线性增大，要达到一定劈裂长度，水 灰比越小所需注浆压力越大；裂隙宽度 的减小使所需注浆压力差迅速增大，并使扩散半径迅速减 小，这种影响随着水灰比的增大而减小．结合厦 门翔安海底隧道全风化花 岗岩地层 HSC(High StrengthConcrete)水泥注浆试验 ，证明了这一理论的计算结果符合工程实际． 关键词：海底隧道；劈裂注浆；宾汉体；扩散半径；流变参数 中图分类号 ：TU435 文献标志码 ：A StudyonFractureGroutingM echanism inSubseaTunnel Based on Bingham Fluids SUNFeng，CHENTielin，ZHANGDingli，ZHANGZhongjian，LIPengfei (1．TunnelEngineeringResearchCenterofMinistryEducation，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China； 2．KeyLaboratoryofEngineeringGeomechanics，InstituteofGeologyandGeophysics， ChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China) Abstract：Basedontheassumptionofbingham fluidandnarrow platemodel，formulaforcalculating thediffusionradiusinlow permeabilitysoilisdeduced，andsolutionmethodispointedout．Grouting pressuredifferencevarieswiththerheologicalparameterslinearly．Withthedecreaseofgapwidth， groutingpressuredifferenceincreasesrapidly anddiffusion radiusdecreasesnotably．Therheological parametersofgroutinghavearemarkableinfluenceonthetestresults．Combingwiththestudyonthe HSC(HighStrengthConcrete)groutingtestadoptedinstrong—weatheredgraniteinXiamenXiangan subseatunnel，thisformulahasprovedtobesuccessfulinpractice． Keywords：subseatunnel；fracturegrouting；Bingham fluid；diffusionradius；rheologicalparameters 劈裂注浆是 目前应用最广泛的一种注浆方 日新月异的发展 ，非牛顿体浆液大量出现，这些浆液 法…1，特别适用于致密低渗的黏土、粉细砂和强风 性能在某些方面要大大优于牛顿流体．目前，世界各 化花岗岩等地层的加固．它的原理是当在弱透水性 国都已致力于研究超细水泥(如 HighStrengthCon． 地基中施加持续增大的注浆压力使土体产生水力劈 crete即HSC特种水泥)，并将它广泛的应用于各种 裂后，浆液在劈裂面上所施加的压力就会推动裂缝 建筑物的地基处理和地下工程施工中．目前注