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摘要:黏聚力是黏性土的重要力学性能参数,土的密度、孔隙比是影响黏聚力的重要因素,但密度、孔隙比变化时土的黏聚力难以估算.作者依据固体颗粒分子吸引力理论,研究了均匀黏性土黏聚力随孔隙比及干密度的变化规律.以颗粒均匀的黏性土为研究对象,将土体简化为由土颗粒与粒间孔隙2个部分、依靠土颗粒间吸引力连接而成的整体,将黏聚力简化为单位面积上土颗粒间吸引力的合力;基于此,提出均匀黏性土孔隙结构模型,推导了土颗粒净距与土体孔隙比的函数关系,分析了土颗粒净距随孔隙比的变化规律.根据Lifshitz固体颗粒分子吸引力理论,建立了均匀黏性土黏聚力与干密度、孔隙比之间的函数关系,据此提出一种考虑密度、孔隙比变化的均匀黏性土黏聚力计算方法.通过均匀细粒土的直剪试验测得了不同含水量下的黏聚力,将理论计算结果与直剪试验结果相对比,验证了所提黏聚力计算方法的合理性.结果 表明:均匀黏性土颗粒净距与孔隙比正相关,但随孔隙比增大,其对土颗粒净距的影响逐渐减小;黏聚力与干密度正相关,与孔隙比负相关,且随干密度的增大,其对黏聚力的影响更加显著....
摘要:断层破碎带是诱发塌方、突泥等地质灾害的重要构造因素,但针对断层治理的注浆理论与技术研究进展缓慢.依托永莲隧道F2断层突水突泥灾害注浆治理工程,分析断层破碎带介质特点并划分介质类型,进而建立注浆概念模型;分别建立3种介质注浆控制方程研究3种类型介质条件下注浆扩散规律;通过注浆试验模拟非均质断层破碎带注浆扩散过程,基于浆脉分布情况与注浆压力、介质应力变化规律,分析了注浆扩散过程规律.结果表明:由于成分与密实度的差异,断层破碎带介质可分为松散型、软弱型与密实型3种介质,3种介质中浆液分别以渗透、压密、劈裂等扩散形式为主.易压缩且结构面数量较多的介质更利于浆液的扩散;密实型介质中劈裂扩散范围与介质结构面数量呈正相关,与压缩模量、注浆速率呈负相关.非均质断层破碎带注浆扩散过程可分为优势充填与劈裂扩散两个阶段,注浆压力变化曲线由缓慢上升至陡降的突跳点,即两阶段分隔点;优势充填阶段主要发生在松散型与软弱型介质中,注浆压力上升慢,浆液集中扩散;劈裂扩散阶段注浆压力上升较快,主要发生在密实型介质中.针对松散型与软弱型介质形成的不良地质区,提出定域注浆控制技术,并在永莲隧道突水突泥灾害治理工程中应用,取得了良好的注浆治理效果....
摘要:分别开展了水泥浆在重力和压力作用下的析水试验,研究了不同水灰比(mW/mC)条件下水泥浆的析水过程,获得了水泥浆析水对浆液密度和黏度等物理力学性能的影响规律,分析了重力和压力作用下试验结果存在差异的原因;同时结合土体线性压缩劈裂注浆扩散公式,分析了析水作用对注浆扩散范围的影响.结果表明:水泥浆极易发生析水,且析水率高,析水速率快,当mW /mC≥1.5时,析水率达40%以上,造成水泥浆密度和黏度值显著提高;当mW/mC≥1.0时,水泥浆密度值提高10%以上,黏度增大3倍以上;若不考虑水泥浆析水特性,会显著低估其扩散阻力,导致注浆扩散范围计算结果偏大、注浆压力计算结果偏小....
摘要:动水环境中的注浆扩散规律对指导突涌水治理注浆设计与施工具有重要意义.通过开展水泥-水玻璃(C-S)浆液单一平板裂隙动水注浆模型试验,揭示了基于试验条件下的C-S浆液裂隙动水注浆扩散过程的非对称椭圆(AE)扩散规律,提出浆水速比的概念并用其拟合AE扩散控制参数随时间的变化曲线,分析了浆水速比对浆液扩散范围的影响,最终建立了描述浆液扩散迹线的瞬态方程.研究结果表明:浆液扩散迹线可以采用随时间变化的非对称椭圆进行描述;逆水扩散距离和扩散开度与浆水速比正相关而浆液顺水扩散距离与浆水速比负相关.并据此对裂隙动水注浆设计提出了建议,希望对实际注浆工程提供一定借鉴....
[博士论文] 李相辉
防灾减灾工程及防护工程 山东大学 2019(学位年度)
[专利] 发明专利 CN201810210852.1
山东大学 2018-10-09
摘要:本发明涉及一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法,该人工引流泄压方法包括以下步骤:一、探测隧道周围上下大型导水管道或富水区域;二、设计联排钻孔;三、钻孔施工及下管;四、压水致裂;本发明适用于地下水位会因降雨升降变化较大的地层,且隧道周边采用帷幕注浆堵水,无或很少排水孔的工程情况。采用本发明人工引流泄压方法能够有效实现降雨入渗水迅速排泄,不致引起地下水位长时间维持高水位而使隧道支护承受高压,防止因暴雨等强降雨引起地下水位暴涨,造成支护破坏的问题。本发明人工引流泄压方法设计科学合理,施工操作方便,具有良好的作用效果,值得推广应用。
摘要:断层破碎带是诱发塌方、突泥等地质灾害的重要构造因素,但针对断层治理的注浆理论与技术研究进展缓慢。依托永莲隧道F2断层突水突泥灾害注浆治理工程,分析断层破碎带介质特点并划分介质类型,进而建立注浆概念模型;分别建立3种介质注浆控制方程研究3种类型介质条件下注浆扩散规律;通过注浆试验模拟非均质断层破碎带注浆扩散过程,基于浆脉分布情况与注浆压力、介质应力变化规律,分析了注浆扩散过程规律。结果表明i由于成分与密实度的差异,断层破碎带介质可分为松散型、软弱型与密实型3种介质,3种介质中浆液分别以渗透、压密、劈裂等扩散形式为主。易压缩且结构面数量较多的介质更利于浆液的扩散;密实型介质中劈裂扩散范围与介质结构面数量呈正相关,与压缩模量、注浆速率呈负相关。非均质断层破碎带注浆扩散过程可分为优势充填与劈裂扩散两个阶段,注浆压力变化曲线由缓慢上升至陡降的突跳点,即两阶段分隔点;优势充填阶段主要发生在松散型与软弱型介质中,注浆压力上升慢,浆液集中扩散;劈裂扩散阶段注浆压力上升较快,主要发生在密实型介质中。针对松散型与软弱型介质形成的不良地质区,提出定域注浆控制技术,并在永莲隧道突水突泥灾害治理工程中应用,取得了良好的注浆治理效果。...
[专利] 发明专利 CN201711498961.X
山东大学 2018-06-22
摘要:本发明涉及一种城市浅埋小净距隧道的中隔岩柱加固方法,属于隧道施工技术领域,通过在地表设置一至多排注浆孔,按照隔排跳孔的施工顺序,采用无缝钢管作为注浆管,通过花孔注浆加固中隔岩柱,注浆管作为支撑骨架可有效提高中隔岩柱稳定性;在注浆管上通过绑扎多级隔压膨胀模袋,控制浆液在目标区域定域扩散,同时达到控制地面隆起与沉降,减少对地面及其周边的影响的效果;采用以速凝类浆液为主的注浆材料,可根据现场注浆过程的实时反馈来调节浆液凝胶时间,防止浆液过度扩散,节约成本,配合隔压模袋实现中隔岩柱的分段定域加固。
摘要:采用自主研发的激发极化超前预报仪器,对祥和隧道进行地质勘测.通过对激发极化法中极化率、电阻率以及半衰时之差等参数进行分析和反演,可以得到掌子面前方岩体的电阻率、极化率结构,为进行超前地质预报提供重要的参考....
[专利] 发明专利 CN201510980820.6
山东大学 2016-10-12
摘要:本发明公开了一种大流量偏心回转注浆泵及其使用方法,该泵包括:泵壳,泵壳内设有空腔,泵壳设有浆液入口和浆液出口;在空腔内设有三角转子,转子的侧面与空腔之间形成3个工作腔,转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小;所述转子与输入轴间隙配合,泵壳内固设有定齿轮,转子中部设有与定齿轮配合的齿圈,齿圈固定连接转子,泵壳与转子为耐磨材料制成。本发明的有益效果是:解决了高压力下流量较小的缺点;解决了现有注浆泵结构复杂,体积庞大,维修麻烦的缺点;本发明具有压力高,流量大,体积小,结构简单,调试方便以及安全可靠的优点。
[专利] 发明专利 CN201510563750.4
山东大学 2015-12-23
摘要:本发明公开了一种钻孔方位角、倾角测定装置及测定方法,包括多节圆杆,多节圆杆上固定有倾角测量装置、方位角测量装置和导向环组,所述倾角测量装置可绕圆杆360度旋转;所述方位角测量装置可绕与圆杆的固定处360度旋转;所述导向环组中心点连线与多节圆杆中心轴线重合,导向环组完成测定装置在被测钻孔内的定位。本发明利用导向环组使多节圆杆中心轴线和钻孔的中心轴线重合,再利用方位角测量装置和倾角测量装置测量多节圆杆的方位角和倾角,测得的角度即为钻孔的方位角、倾角的度数,本发明结构简单,单人可操作、可快速准确地测量钻孔的方位角、倾角。
[专利] 实用新型 CN201521086457.5
山东大学 2016-05-18
摘要:本实用新型公开了一种基于三角转子注浆泵的智能注浆试验系统,包括注浆泵,该注浆泵包括泵壳,泵壳设有浆液入口和浆液出口;在空腔内设有三角转子,转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小;所述转子与输入轴间隙配合,泵壳内固设有定齿轮,转子中部设有与定齿轮配合的齿圈,齿圈固定连接转子;注浆泵内转子与驱动装置连接,注浆泵的浆液入口连接储浆桶,浆液出口通过出口管连接到试验台,出口管管壁设有压力检测装置和液体流量计,压力检测装置和液体流量计分别与控制器单独连接,控制器与驱动装置连接。本实用新型的有益效果是:操作简单、使用方便,适用于隧道注浆的智能化控制,对于地下工程防渗水和加固有重大的实际意义。
[专利] 发明专利 CN201510980751.9
山东大学 2016-03-16
摘要:本发明公开了3D打印的隧道模型支护结构及安装方法及制作方法,支护结构包括若干段依次拼接的支护段,每段支护段包括若干个拼接的内衬,每个内衬均为3D打印件,在支护段的外侧设有支撑板。本发明的有益效果是:采用3D打印机打印支护内衬,大大简化了隧道模型试验的支护布置,更为方便快捷,并且可以使试验者根据实际情况为隧道试验模型量身定制支护结构,且支护结构模型用后可以回收进行多次试验,实现重复利用;整个支护结构较为简单和方便,可以有效防止隧道模型内围岩变形,省去了传统的喷涂混凝土、添加锚杆等费事费力的工作。
[专利] 发明专利 CN201510980889.9
山东大学 2016-03-23
摘要:本发明公开了一种基于三角转子注浆泵的智能注浆试验系统及试验方法,包括注浆泵,该注浆泵包括泵壳,泵壳设有浆液入口和浆液出口;在空腔内设有三角转子,转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小;所述转子与输入轴间隙配合,泵壳内固设有定齿轮,转子中部设有与定齿轮配合的齿圈,齿圈固定连接转子;注浆泵内转子与驱动装置连接,注浆泵的浆液入口连接储浆桶,浆液出口通过出口管连接到试验台,出口管管壁设有压力检测装置和液体流量计,压力检测装置和液体流量计分别与控制器单独连接,控制器与驱动装置连接。本发明的有益效果是:操作简单、使用方便,适用于隧道注浆的智能化控制,对于地下工程防渗水和加固有重大的实际意义。
[专利] 发明专利 CN201510649787.9
山东大学 2016-01-13
摘要:本发明公开了一种钻孔开孔方位角、倾角定位装置及其定位方法,包括基座单元,用于与钻杆相连接并固定整个定位装置;固定于基座单元上的调节单元,调节单元用于调节倾角测量单元和方位角测量单元的基准位置;固定于调节单元上的倾角测量单元和方位角测量单元,倾角测量单元用于测量钻孔开孔的倾角,方位角测量单元用于测量钻孔开孔的方位角。本发明用以在钻孔开孔前方便、快捷、准确地对钻孔的方位角、倾角进行定位。采用平行线、等腰三角形性质,利用激光测距、定向功能和辅助机构配合,利用钻杆的倾角和方位角定位孔口管轴线的方位角和倾角,进而定位钻孔开方位角、倾角,实现单人可操作、可快速准确、动态一体化的测量钻杆的方位角、倾角。
[专利] 发明专利 CN201510483623.3
山东大学 2015-12-09
摘要:本发明公开了一种模拟动水条件下渗透注浆扩散试验的模型装置,包括介质填充装置,注浆模块,注水模块,以及注浆参数采集装置;所述注浆模块包括设于所述介质填充装置顶部的注浆孔,所述注浆孔通过注浆管与注浆泵连接;所述注水模块包括在所述介质填充装置侧壁开设的注水口,所述注水口通过注水管与加水装置连接;所述注浆参数采集装置设于所述介质填充装置的侧壁上;通过所述注浆泵和所述加水装置向所述介质填充装置模拟注浆和注水,并利用注浆参数采集装置采集相关参数,从而实现模拟动水条件下的渗透注浆扩散试验。
[专利] 发明专利 CN201510483562.0
山东大学 2015-11-25
摘要:本发明提供一种注浆材料压滤试验装置及其试验方法:装置包括注浆模块和试验模块;所述注浆模块通过注浆管路为所述试验模块提供浆液;所述试验模块包括试验筒,所述试验筒的底端设有试验筒底座,所述试验筒的顶端设有连接有压力表的密封盖,所述试验筒的侧壁上设有用于连接所述注浆管路的注浆管;所述注浆管以下的所述试验筒内,布有充填介质;所述充填介质的上端和下端,设有滤水石;通过所述注浆模块将浆液压入所述试验模块,所述浆液在所述试验模块中的充填介质内产生渗滤完成试验。试验装置体型小,操作简便,可循环使用,降低了试验成本。
[专利] 实用新型 CN201420222070.7
山东大学 2014-10-15
摘要:本实用新型公开了一种隧道突水突泥与注浆处治三维模型试验系统,包括试验台架、地应力加载系统、供水系统、注浆系统和监测系统,试验台架中设有用于填充密实性介质、断层介质和围岩介质的空间,密实性介质位于试验台架内部空间的周边和底部,断层介质和围岩介质位于密实性介质形成的凹形空间内,断层介质处于围岩介质中部,供水系统设置于断层介质顶部设有一层砾石滤层,供水系统设置于砾石滤层上;地应力加载系统位于围岩介质顶部,注浆系统由试验台架底部伸入到围岩介质中的开挖隧道部位,监测系统包括设置于断层介质和围岩介质交界处以及断层介质内部的若干传感器,传感器与试验台架外部显示装置相连。
[专利] 实用新型 CN201420218862.7
山东大学 2014-10-15
摘要:本实用新型公开了一种倾角可变的模拟裂隙注浆模型试验平台,包括模拟裂隙、稳压水箱和可升降支座;其中,模拟裂隙包括两块玻璃板,下侧玻璃板上设有注浆孔,两块玻璃板之间填充有多孔介质;稳压水箱与模拟裂隙的上侧玻璃板铰接,可升降支座固定在模拟裂隙的下侧玻璃板的下端,可升降支座包括连接盘、升降杆和底座,连接盘固定在模拟裂隙的下侧玻璃板上,升降杆固定在连接盘下端,升降杆另一端固定在底座上。本实用新型可以根据需要对模拟裂隙进行重新组装,调节模拟裂隙宽度,并可以在模拟裂隙中充填多孔介质,模拟不同介质条件下的渗透注浆。可用于研究模拟裂隙动水注浆过程中模拟裂隙参数、浆液参数等参变量对浆液扩散影响的模型试验装置。
[专利] 实用新型 CN201420222138.1
山东大学 2014-10-15
摘要:本实用新型公开了一种可加载地应力、孔隙水压力的注浆模型试验装置,装置包括三个承压密封板、固定螺杆和腔体,其中,承压密封板依次通过固定螺杆连接为整体结构,承压密封板从上至下分别为第一承压密封板、第二承压密封板和第三承压密封板,第一承压密封板、第二承压密封板之间固定有用于充填介质、模拟不同地质条件的腔体,腔体下端连接可伸缩传力柱,可伸缩传力柱下端连接有拉压传感器,拉压传感器下端设有圆状传力板;本实用新型实现了小型注浆模型试验中地应力和孔隙水压力的稳定、长时间加载,保证模型试验开展条件更加贴近真实地下环境,可模拟隧道、矿山的多种地质条件,适用范围广。
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