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注浆加固地基承载力计算及工程应用研究

作　者: 高文信
导　师: 黄英；赵春宏
学　校: 昆明理工大学
专　业: 水利工程
关键词: 注浆加固地基注浆机理注浆参数承载力实例分析
分类号: TU470
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 273次
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内容摘要

注浆主要应用于粘性土、砂土、人工填土等地基加固,主要目的是提高地基土体的承载力,减小地基变形量。而注浆加固地基承载力的确定取决于合理、准确的注浆参数,因而注浆参数同样是评价注浆效果的重要指标。本文在分析注浆技术研究现状及其在岩土工程中的应用现状的基础上,结合实际注浆工程存在的问题,针对注浆加固地基的承载力计算进行研究,并与实际工程进行对比分析。土体的可注性和浆液的流变性决定了不同注浆方式,注浆方式包括渗透注浆和劈裂注浆两种,而由于注浆工艺不同,导致浆液在土层中的扩散方式不同,渗透注浆和劈裂注浆又可以分别划分为球面扩散和柱面扩散两种。不同的注浆方式,注浆参数计算方法不同。对于渗透注浆,根据传统的渗透注浆理论结合球面扩散和柱面扩散浆液的扩散形状不同可以分别计算出注浆参数;对于劈裂注浆,根据弹塑性理论结合球面扩散和柱面扩散浆液的扩散形状不同可以分别计算出注浆参数。注浆参数还可以通过试验确定。实际上,注浆增强了地基的稳定性,其加固机理可以从水泥的水解及水化反应、土颗粒与水泥的水化物作用以及碳酸化作用等三个方面来解释。论文在研究极限荷载下注浆加固地基破坏形式的基础上,对比分析了注浆加固地基和散体桩的受力特性,将注浆地基划分成注浆加固区和注浆加固区间土两部分,借签散体桩承载力的计算方法和过程,分别采用两种方法来确定注浆加固地基承载力。第一种方法为面积叠加法,先计算出注浆加固区、注浆加固区间土的承载力,然后通过一定的组合关系求得注浆加固地基的承载力;第二种方法是把注浆加固区、注浆加固区间土综合起来,采用塑性应力分析法来计算地基承载力。利用文中注浆参数计算公式及注浆加固地基承载力的计算公式,来分析确定220kV丽江变电所和220kV迪庆变电所注浆参数及注浆加固地基的承载力,计算结果与工程现场检测结果进行比较,其计算结果与工程现场检测结果比较吻合,从而验证了文中提出的注浆参数及承载力计算方法的合理性及科学性。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪言  10-19
  1.1 引言  10-11
  1.2 注浆技术研究现状  11-17
    1.2.1 注浆技术的发展历程  11-13
    1.2.2 注浆理论研究现状  13-14
    1.2.3 注浆方法  14-16
    1.2.4 注浆技术在岩土工程中的应用  16
    1.2.5 注浆技术研究中存在的问题  16-17
  1.3 问题的提出  17
  1.4 主要研究内容及目的意义  17-18
  1.5 本文的组织安排  18
  1.6 本章小结  18-19
第二章注浆参数及注浆地基加固机理分析  19-41
  2.1 土体的可注性及浆液的流变性  19-22
    2.1.1 土体的可注性  19-21
    2.1.2 浆液的流变性  21-22
  2.2 注浆参数计算确定  22-35
    2.2.1 渗透注浆注浆参数确定  24-29
      2.2.1.1 球面渗透注浆注浆参数确定  26-27
      2.2.1.2 柱面渗透注浆注浆参数确定  27-29
    2.2.2 劈裂注浆注浆参数确定  29-35
      2.2.2.1 球面劈裂注浆注浆参数确定  29-32
      2.2.2.2 柱面劈裂注浆注浆参数确定  32-35
  2.3 注浆参数试验确定  35-36
    2.3.1 前苏联学者的试验结果  35
    2.3.2 国内学者的试验结果  35-36
  2.4 注浆加固地基化学反应机理  36-38
    2.4.1 水泥水解及水化反应  36-37
    2.4.2 粘土颗粒与水泥水化物的作用  37-38
    2.4.3 碳酸化作用  38
  2.5 注浆加固地基的加固效果  38-39
  2.6 本章小结  39-41
第三章注浆加固地基承载力的确定  41-61
  3.1 概述  41-44
    3.1.1 复合地基分类  41-42
    3.1.2 复合地基承载力计算  42-44
  3.2 注浆加固地基受力特性分析  44-48
    3.2.1 注浆加固地基加固前地基土特性  44
    3.2.2 注浆加固地基的地基特性  44-45
    3.2.3 注浆加固地基承载力计算模型简化  45-46
    3.2.4 注浆加固地基的受力特性  46-48
  3.3 散体桩承载力计算介绍  48-53
    3.3.1 面积叠加法计算散体桩承载力  48-52
    3.3.2 圆弧分析法计算散体桩承载力  52-53
  3.4 注浆加固地基承载力计算  53-59
    3.4.1 注浆加固区与注浆加固区间土的判别  54
    3.4.2 面积叠加法计算注浆加固地基承载力  54-57
      3.4.2.1 注浆加固区承载力计算  54-55
      3.4.2.2 注浆加固区间土承载力计算  55-57
      3.4.2.3 注浆加固地基承载力计算  57
    3.4.3 塑性应力分析方法计算注浆加固地基承载力  57-59
    3.4.4 计算注浆加固地基承载力的两种方法讨论  59
  3.5 本章小结  59-61
第四章工程应用实例分析  61-87
  4.1 220kV丽江变电所注浆加固地基失败原因探讨  61-69
    4.1.1 220kV丽江变电所地层特性  61-63
    4.1.2 注浆加固地基处理方案  63-64
    4.1.3 注浆检测结果  64-65
    4.1.4 现场注浆效果有关参数计算  65-68
      4.1.4.1 现场注浆参数的确定  65-67
      4.1.4.2 注浆加固地基承载力计算  67-68
    4.1.5 注浆参数计算结果与检测结果对比分析  68
    4.1.6 注浆失败原因探讨  68-69
  4.2 220kV迪庆变电所注浆加固地基分析  69-85
    4.2.1 220kV迪庆变电所地层特性  69-71
    4.2.2 220kV迪庆变电所地基处理方案  71-73
      4.2.2.1 强夯地基处理  71-72
      4.2.2.2 注浆地基处理  72-73
    4.2.3 注浆渗透参数的计算  73-75
    4.2.4 注浆加固地基承载力计算  75-79
      4.2.4.1 强夯后土层物理力学参数  75
      4.2.4.2 面积叠加法计算注浆加固地基承载力  75-76
      4.2.4.3 塑性应力分析法计算注浆加固地基承载力  76-77
      4.2.4.4 数值计算  77-79
    4.2.5 注浆加固地基钻孔取芯和动力触探结果及分析  79-80
    4.2.6 注浆加固地基载荷试验结果  80-84
      4.2.6.1 试验方法  80
      4.2.6.2 试验设备  80
      4.2.6.3 试验情况说明及结果分析  80-84
    4.2.7 各种计算结果的比较与分析  84-85
  4.3 本章小结  85-87
第五章结论与建议  87-90
  5.1 结论  87-89
  5.2 进一步研究的建议  89-90
参考文献  90-94
致谢  94-95
附录攻读工程硕士期间公开发表的论文  95

注浆加固地基承载力计算及工程应用研究

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