基于Hoek-Brown强度准则的裂隙岩体劈裂注浆力学机理

为了获得裂隙岩体中劈裂注浆压力的计算方法,首先假设裂隙岩体服从非线性Hoek-Brown强度准则,采用断裂力学分析模型分析裂隙的劈裂压力,推导裂隙岩体中Ⅱ型和复合型裂纹的劈裂注浆压力计算方法.基于断裂力学中裂纹失稳机制,利用材料的线弹性特性,分析复合型加载条件下裂纹的失稳机制,并提出裂纹扩展的最有可能发展方向.最后,对非线性强度参数及裂纹长度对劈裂注浆压力的影响进行分析.研究结果表明:劈裂注浆压力的计算应该重点考虑裂纹长度和非线性强度参数的影响;裂纹长度对注浆压力的影响显著,注浆压力随裂纹长度增大呈非线性减小;注浆压力随非线性参数的增大而逐渐减小,随地质强度的增大呈先增大后减小的趋势.     

西北湿陷性黄土区劈裂注浆试验及地基加固应用

为验证劈裂注浆加固法在处理西北湿陷性黄土地基的有效性与实用性,并指导安全施工,首先在加固建筑物所在场地进行劈裂注浆现场试验,56 d后分别对天然地基与注浆后复合地基进行静载荷试验;在此基础上,进行30 d浸水试验,采集注浆微观图、承载力及湿陷量等原始数据.利用试验结果,并结合现场待加固建筑,用同种材料及试验方法等对其进行纠倾加固.结果表明:在一次注浆最大压力为0.3 MPa、二次注浆最大压力为0.6 MPa的条件下,采用1:1(质量比)水泥浆液的钢花管两次、分层劈裂注浆法表现出了良好的劈裂效果;劈裂注浆法加固处理后的黄土地基承载力较原有地基提高了近3倍,极大地改善了黄土的工程性质;注浆后能够有效消除黄土超过67％的湿陷性;建筑物发生均匀沉降,稳定性较好.同时,提出了一种适用于桩径较小的基于桩土应力比计算的复合地基沉降计算新方法.     

劈裂注浆技术在老煤仓地基加固中应用

苏北地区许多煤矿的煤仓建于20世纪六七十年代,限于当时的技术发展,煤仓基础的设计上多采用整板基础,几十年后,由于实际产量远远超过当初设计的规模,导致煤仓不堪重负,发生不同程度的倾斜及下沉,严重威胁到煤矿的安全生产。本为以实际施工的项目为模板,论述了采取劈裂注浆技术以注浆帷幕方式对煤仓地基进行加固的施工工艺及方法,并对其实施过程中的经验及效果进行了分析。     

基于不同D-P屈服准则的边坡安全系数比较

利用4种D-P准则,采用强度折减有限元法计算了边坡的安全系数.计算结果表明,用外角点外接D-P圆准则(D-P1)计算结果误差较大,其他3种准则误差相对较小,其中采用平面应变莫尔-库仑匹配D-P准则(关联)(D-P4)分析得到的边坡安全系数与传统的极限平衡Spencer法计算结果较为一致,在工程计算中具有一定的实用性和可靠性.     

劈裂压浆技术处理黄土湿陷性在公路病害治理中的应用

本文结合公路整治湿陷性黄土路基病害的具体工程实例对劈裂压浆法加固黄土路基基床的工程应用进行了分析研究。     

浅谈劈裂注浆法在路基加固中的施工技术

本文作者参加了兰新线（兰西段、武威段）、陇海线（定西段）局部路桥过渡段及下沉地段路基补强工程的施工图设计,在加固既有软弱地基、减小路基土体不均匀沉降、提高承栽力的的设计中,采取了劈裂注浆的措施,浆液在压力作用下的可灌性和扩撒距离增大,与周围土体结构胶结成一个整体,提高了路基土体的力学强度,从而使路基得到加固,满足了提速后列车运行安全和舒适的要求。     

注浆技术在湿陷性饱水黄土隧道施工中的应用研究

以某铁路工程15#隧道为工程背景,将压密注浆法和劈裂注浆法这两种注浆技术应用于湿陷性饱水黄土隧道施工中,取得良好效果,隧道顺利开挖。且给出了在湿陷性饱水黄土隧道施工中采用的具体施工材料、方法和参数。该工程采用的小导管注浆参数和钻孔注浆参数可供类似工程参考。     

基于统一强度准则的柱孔扩张问题及扩孔孔径分析

通过轴对称问题的应变协调方程,利用统一强度准则和相关联流动法则分析了柱孔扩张问题.利用柱孔扩张问题的基本位移公式和塑性区孔口位移条件,推导了柱孔初始半径a0、扩孔半径a和对应的孔压p三者的理论关系式.通过此关系式和塑性区半径相关公式求得柱孔扩张问题的塑性区半径rp,进而求出相关扩孔问题的应力场、应变场和位移场.探讨了统一强度理论和土体的参数问题,并且通过算例分析,对柱孔扩张问题中的应力场和位移场的分布规律、塑性区半径和扩孔压力的变化规律进行了分析.     

劈裂压浆法在加固黄土铁路路基基床工程中的应用

本文结合整治湿陷性黄土路基病害的具体工程实例对劈裂压浆法加固黄土路基基床的工程应用进行了分析研究。劈裂压浆是利用路基的最小主应力面和堤轴线方向一致的规律,以土体水力劈裂原理,沿线路纵向布孔,在压浆压力下,以适宜的浆液为能量载体,有控制地劈裂路基,在路基形成密实、竖直、连续、一定厚度的浆液防渗固结体,同时与浆脉连通的所有裂缝、洞穴等隐患均可被浆液充填密实,从而提高基床表层土体稳定性。具有广阔的应用前景。     

注浆孔壁劈裂判据及裂缝扩展的数值模拟

在进行现场注浆时,经常会遇到注浆孔与岩体裂隙不相交的情况,因此,很有必要讨论在一定注浆压力作用下,注浆孔周围岩层是否劈裂以及劈裂的方向,从而可以判断该劈裂裂缝扩展以后是否与岩体原有裂隙相贯通。这样有利于进行注浆理论分析、数值模拟等。文中在考虑地应力和不考虑地应力2种情况下,分别对注浆孔周围岩层的劈裂与否以及劈裂方向给出了判据,同时在劈裂情况下,通过对大型有限元软件ANSYS进行二次开发,应用6节点奇异等参元模型模拟了劈裂裂缝尖端应力场的奇异性,并引入应力强度因子,对劈裂裂缝的扩展进行了数值模拟,从而得到了劈裂裂缝的最终扩展长度。研究结果对注浆理论的研究以及实际注浆工程问题的解决都具有一定的参考价值。     

基于SMP破坏准则的柱形孔扩张问题理论分析

考虑土的应变软化特性．采用应力跌落的简化应力-应变模型．并用简化的体积应变ε,与大主应变ε1及小主应变ε3与ε1之间的相互关系反映土的剪胀特性,利用空间准滑动面（SMP）理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,通过推导确定了无黏性土中柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力．通过算例分析,探讨了土的剪胀性和软化特性对孔扩张问题的影响．通过与基于Mohr—Coulomb破坏准则的解答进行对比分析,探讨了孔扩张问题中的中主应力效应．计算与分析表明,土的剪胀性和软化特性及中主应力对孔扩张（极限扩孔压力与塑性区半径）具有显著影响．基于Mohr—Coulomb破坏准则的解答往往偏于保守．     

空腔膨胀理论中混凝土材料模型的对比

基于三向应力空腔膨胀理论,对比研究了具有代表性的7种混凝土介质球形空腔膨胀模型.与三组试验数据的对比表明,混凝土材料本构可压缩性假设明显优于不可压缩性假设,而塑性锁应变假设与线性压力-体积应变假设差别不大,材料响应弹塑性假设与弹性-断裂-塑性假设差别不大.在合理的参数选择下,相对简单的模型可以获得令人满意的结果.     

注浆法应用于局部非饱和黄土地基中的适用性

为了探明注浆法应用于黄土地区某既有高层建筑地基加固产生负面作用的原因,用以指导该建筑物进一步的加固工作。本文依托某建筑物纠偏工程讨论了注浆法在局部非饱和黄土地基中的适用性。现场监测了建筑物的沉降、倾斜以及地基土孔隙水压力指标,结合地质条件以及前期加固方案,分析了注浆后地基土承载力不升反降、建筑物沉降速率增大的原因。结果表明：注浆开始后,建筑物沉降速明显增大,且南侧高于北侧,随着施工的暂停和恢复,沉降速率随之减小和增大。最大沉降速率达2.05 mm·d-1,南北两侧最大沉降差达40.78 mm。孔隙水压力变化趋势与沉降速率类似,最大孔隙水压力达990.21 kPa。停止注浆后,地基南侧各处孔隙水压力有所降低,降幅约8.85%~45.56%。注浆使建筑物产生不均沉降的原因为,未凝结浆液中的水在注浆压力和较高的孔隙水压力作用下逐渐渗透到本就排水条件不良的地基土中,且由于地基内初始孔隙水压力及初始排水条件的差异,对地基产生了不均匀的影响,最终体现在建筑物不均匀沉降上。可见对于类似的排水条件不良且孔隙水压力过大的局部非饱和黄土地基,注浆加固前应采取打入排水板、泄压孔等措施消散孔隙水压力,然后再进行注浆施工。     

应用圆柱孔扩张理论对PHC管桩承载特性的研究

应用圆柱孔扩张理论对合肥滨湖新区某工程PHC管桩的承载特性进行数值分析,计算结果与静载试验吻合较好,桩侧摩阻力分布呈三峰态曲线,挤土后的桩侧摩阻力极限值比勘察报告推荐值大25%,挤压后的硬塑粘土层的极限桩端阻力比规范值高46.0%~59.3%,从而得出了合肥地区挤土PHC管桩桩身侧摩阻力与桩端阻力勘察设计取值偏低的结论。     

基于扩容准则确定蠕变性硬石膏岩地层钻井液安全密度

为了解决深层蠕变性硬石膏岩地层钻井液密度难确定的问题,为套管类型选择及油气高效钻探提供依据。通过设计三轴实验对蠕变性硬石膏岩应力-应变曲线变化特征进行分析,对扩容点进行了定义。利用扩容准则描述了最大八面体剪应力分布特征。硬石膏岩三轴测试中扩容边界的八面体剪应力与平均应力间满足指数关系,钻进中若要地层维持稳定,最大八面体剪应力应位于扩容边界以内。利用扩容准则及Mogi-Coulomb准则确定了单井目的层钻井液安全密度,并与实际值进行对比,结果表明:基于扩容准则方法确定的钻井液安全密度与实际值极为相符,且纵向离散度小。由于常规Mogi-Coulomb准则方法所需待定参数较多,参数非确定性较强,因而最终确定的钻井液安全密度与实际值偏差较大。扩容准则方法可作为备选方案,对指导油气高效钻探具有重要参考价值。     

平原水库运行条件下的土工膜气胀试验研究

为研究土工膜气胀及其与地下水位上升、水库蓄水及库水位骤降等影响因素的关系,研制了土工膜气胀模型试验装置,并对不同模拟工况下的土工膜位移、膜下气压、吸力、孔隙水压力以及竖向土压力的变化规律进行了试验研究。结果表明:膜下气压和孔隙水压力均随地下水位上升而增大,其大小由地下水位上升幅度决定;当地下水位与土工膜之间的非饱和区域较小时,膜下孔隙压力受库水荷载作用增加显著,在蓄水初期极易引发土工膜气胀变形,建议在膜上设置一定压重防止土工膜被顶起;膜下孔隙压力变化滞后于膜上荷载,库水位骤降时,膜下气压将大于膜上荷载,从而引起土工膜气胀破坏。     

基于广义SMP准则的线性软化柱形孔扩张分析

针对非脆性软化剪胀土中柱形孔扩张问题,将摩擦黏性土体损伤后的软化特性用材料的力学性能参数下降来描述,引入了损伤软化参数.同时考虑土体的剪胀与内摩擦角、黏聚力以及平均应力的相关性和软化特性对应力-剪胀关系的影响,采用了引进损伤软化参数的Rowe流动法则,并结合利用反映中间主应力效应的广义空间准滑动面理论和平面应变轴对称问题柱形孔扩张基本方程,推导并给出摩擦黏性土中大应变柱形孔扩张曲线的数值求解步骤.通过算例分析,将所得解与Mohr-Coulomb破坏准则的解答进行了比较,研究了中主应力效应的特性,并且探讨了损伤软化参数、内摩擦角及黏聚力对极限扩孔压力、塑性区半径、塑性区应力场、平均剪胀等的影响.     

基于Hoek-Brown准则的Morgenstern-Price法在边坡稳定性分析中的应用

针对目前边坡稳定性计算中破坏准则均为Mohr-Coulomb破坏准则的情况,根据相关准则和原理,推导了基于Hoek-Brown准则的Morgenstern-Price法计算公式.该法克服了一般岩体边坡稳定分析中岩体强度参数纯经验取值的缺点,使计算更为精确、合理.采用具体算例进行对比,探讨了不同准则下边坡稳定性计算的差异原因,并运用基于Hoek--Brown准则的Morgenstern-Price法对安家岭露天矿北端帮滑坡进行了分析.     

基于广义Hoek-Brown屈服准则的圆形巷道围岩弹塑性力学分析

考虑不同巷道埋深对支护压力的影响,采用广义Hoek-Brown屈服准则对圆形巷道围岩进行弹塑性力学分析。利用在弹塑交界处应力连续的条件及巷道周边的应力边界条件,得到了塑性区的应力和巷道的支护压力与原岩应力之间的解析式。研究表明:塑性区的应力和巷道的支护压力不仅与本身的力学特性有关,而且还与原岩应力有关;并针对质量较差的软岩,分析了在不同支护压力条件下巷道所能承受的最大原岩应力及其所对应的最大的埋深。分析结果表明:支护压力与原岩应力及其所对应的巷道埋深存在明显的线性关系。