非均质砂土劈裂注浆加固机理分析

由于注浆工程的隐蔽性与地质结构的自然性,劈裂-压密注浆扩散机制非常复杂,对注浆加固效果的评价认识尚不深刻。本文考虑浆脉形态与砂层结构特征,构建了注浆加固体力学计算模型,基于土力学和弹性力学的基本原理,对注浆加固效果进行了定量分析计算。通过选取特征单元体,研究了砂土压缩模量、抗剪强度及防渗性能空间各向异性特征。
最后结合郑州地铁12号线砂层注浆加固工程,验证了计算方法的科学性和适用性。研究发现,砂土加固体水平和垂直方向的内摩擦角φ_s与φ_c基本一致,而水平和垂直方向的黏聚力c_s与c_c,由于剪切破坏机制的不同,存在较大差别,c_s远小于c_c;垂直浆脉方向的渗流机制与平行浆脉方向的渗流机制也存在差别,垂直方向的渗透系数k_c较水平方向的渗透系数k_s小4~5个数量级;平行浆脉方向的抗变形性能略高于垂直方向。本文研究成果可有效提升劈裂注浆的理论设计水平,为砂土场地工程项目建设提供科学指导。