堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究

摘要：

基于脉动注浆泵可输出低频周期性脉冲压力的特点,结合可控性黏土固化浆液,提出了一种可用于堤坝防渗加固的新方法.通过进行原型试验验证了该方法的可行性,考虑钻孔扰动和脉动低频重复压力对地层渗透特性的影响,推导了黏土固化浆液脉动扩散方程,运用多场耦合软件COMSOL探讨了脉动压力下黏土固化浆液扩散的机制,最后将研究成果成功应用于南水北调中线鹤壁段引水渠道边坡帷幕注浆工程.研究结果表明:黏土固化浆液脉动控制注浆技术可显著提高地层连续性和整体性,结石体28 d强度大于2 MPa,渗透系数可降至10-5 cm/s左右,浆液在注浆孔附近与土体胶结成块,邻近注浆孔浆脉交错搭接,整体表现为空间立体网状包裹结构的防渗墙体;对数值模拟和现场试验结果进行综合分析,堤坝脉动注浆时间应控制在1 800～2 400 s之间,合理的脉动注浆压力在0.2～2 MPa之间,脉动持续时间宜调至4～8 s,脉动间隔时间宜调至2～6 s,这样有利于保证堤坝脉动注浆工程达到最优的防渗加固效果;工程实践的渠道边坡连续性、整体性得到了改善,注浆止水加固效果显著,检查孔渗透系数降至10-5 crn/s,所取芯样完整,芯样最长可达40 cm.

关键词：堤坝、脉动注浆、黏土固化浆液、原型试验、数值模拟、南水北调工程

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分类号：TU457;TV223(土力学、地基基础工程)

资助基金：湖南水利水电职业技术学院院级课题KY1302;湖南省自然科学基金青年基金项目2019JJ50336

在线出版日期：2019-05-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1507-1514