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复合化学注浆细砂加固机理及特性研究

作　者: 张涛
导　师: 韩晓雷
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 岩土工程
关键词: 细砂水玻璃氯化钙复合化学注浆砂体加固特性分析
分类号: TU472
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

复合化学注浆法是注浆法中按浆材品种分类中的一种注浆方法，它比水泥浆材注浆法更能适应一些细微裂缝或者难于注入的地层中，具有很好的工程应用。其注浆材料主要以水玻璃为主，辅以一定比例的胶凝剂，采用单液或者双液注浆法注入地层，以达到工程应用的目的。同时化学注浆对象一般都具有隐蔽性和特殊性，难以在实验室进行模拟，同时许多施工参数主要靠经验来确定，缺乏理论指导。因此很有必要在实验室中对化学注浆理论和施工技术参数进行研究和探讨。本文依托工程为韩城矿务局下峪口煤矿皮带平硐升级改造项目砂层巷道掘进工程。通过对下峪口细砂物理力学性质的试验研究，分析各种注浆材料及适应对象的优缺点，提出水玻璃、氯化钙复合化学注浆加固方案，并为后期注浆配比研究做出基础；同时结合细砂加固体室内力学特性试验研究，获得了细砂加固体基本力学特性参数和注浆浆液的最优配合比，同时对工程应用进行探讨。针对被注载体的不同，进一步明确细砂化学注浆的加固机理，并对注浆加固机理进行探讨，同时针对复合化学注浆后其细砂基本力学性质会发生一定的变化，对注浆加固效应进行相应的分析。根据以上的研究成果，本文仅开展细砂加固体的室内特性分析试验，讨论了加固体在轴压下应力与应变的关系，进行了不同PH值下加固体的水解强度、失水稳定性、暴露时间以及加固体自身的抗剪强度指标试验，通过理论分析、室内实验、实验对比分析成果，得出水玻璃、氯化钙加固细砂层中加固体的特性数据，为以后其他类似注浆方法提供一定意义的参考数据。同时也可以为某些特殊地区（如沙漠）提供一定的可行性试验研究数据，为其注浆施工提供一定的理论支持，使其采用水玻璃、氯化钙双液注浆加固砂层法具有更大的使用范围。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题的提出与研究意义  9
  1.2 课题研究目的  9-10
  1.3 国内外研究现状及存在的问题  10-13
    1.3.1 注浆技术的发展历史  10
    1.3.2 注浆技术研究与应用的高潮  10-13
    1.3.3 存在的问题  13
  1.4 本文研究路线及主要内容  13-17
    1.4.1 本文研究技术路线  14-16
    1.4.2 本文主要研究内容  16-17
2 细砂的室内试验研究及工程应用  17-41
  2.1 工程概况  17
  2.2 地质条件  17-18
  2.3 细砂基本物理力学指标分析  18-24
    2.3.1 砂样含水率、密度及干密度测试  18-19
    2.3.2 细砂颗粒级配分析试验  19-21
    2.3.3 细砂孔隙比及压缩性试验分析  21-22
    2.3.4 细砂抗剪强度试验分析  22-24
  2.4 细砂加固注浆材料的确定  24-27
    2.4.1 注浆材料分类及选择要求  25-27
    2.4.2 细砂加固材料选择与性能分析  27
  2.5 水玻璃-氯化钙浆液加固细砂室内试验研究  27-36
    2.5.1 试验前期准备  28-30
    2.5.2 砂样注浆试验研究与分析  30-36
      2.5.2.1 试验基本目的  30
      2.5.2.2 试验基本方案设计  30-33
      2.5.2.3 不同配比、不同龄期及速凝剂对细砂加固体强度的影响分析  33-36
  2.6 水玻璃-氯化钙双液超前注浆支护  36-39
    2.6.1 项目工程特点  36-37
    2.6.2 方案设计  37-39
    2.6.3 巷道工程注浆应用  39
  2.7 本章小结  39-41
3 复合化学注浆加固细砂机理探讨  41-55
  3.1 概述  41
  3.2 细砂地层注浆机理研究  41-50
    3.2.1 细粒砂土的工程性质  42-43
    3.2.2 细砂地层中浆液的渗透扩散理论  43-47
    3.2.3 细砂地层中浆液的劈裂渗透理论  47-50
  3.3 细砂地层注浆加固效应理论  50-53
    3.3.1 注浆过程对加固效果的影响  50-51
    3.3.2 岩土介质的改性分析  51-53
  3.4 本章小结  53-55
4 固结细砂体的特性试验研究  55-73
  4.1 引言  55
  4.2 固结细砂体试验分析  55-71
    4.2.1 固结细砂体轴压应力-应变曲线分析  55-59
    4.2.2 固结细砂体水解试验研究  59-63
    4.2.3 固结细砂体失水对其强度的影响  63-66
    4.2.4 固结细砂体暴露时间对其强度的影响  66-69
    4.2.5 固结细砂体抗剪强度指标的试验分析  69-71
  4.3 本章小结  71-73
5 结论与展望  73-75
  5.1 主要研究结论  73-74
  5.2 展望  74-75
致谢  75-77
参考文献  77-81
附录：作者读研期间主要科研成果  81-82
附图  82-83

复合化学注浆细砂加固机理及特性研究

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