注浆技术在路基加固中的机理及应用研究

摘要

随着我国道路交通事业的迅速发展，各级道路在运营过程中面临的养护维修、加固改建等任务日益繁重，注浆技术在道路路基加固中获得了越来越广泛的应用。但由于注浆工程具有隐蔽性、浆液流动涉及的因素众多、地基内部土体结构复杂等原因，导致现有注浆理论滞后于工程应用，尤其是注浆技术在路基加固中的机理和应用缺乏较为系统的研究结论，难以有效指导施工。
　　基于此，本文在大量理论分析和文献研究的基础上，针对现有研究存在的问题和不足，开展了注浆技术在路基加固中的机理和应用研究。本文以水泥浆液和砂土体为研究对象，采用自主设计的试验装置开展了室内试验，并结合多种数值分析工具，对水泥浆液在砂土体中的扩散形式、扩散规律及加固效果等进行了系统的分析，得到了一系列的规律和结论。
　　(1)基于现有可注性理论，通过砂土中水泥浆液的渗透性试验，研究了砂土的粒径、浆液水灰比、注浆压力对于砂土可注性的影响规律，通过对数据结果进行分析，提出了水泥浆液在路基加固中适用的范围。
　　(2)通过室内注浆试验探究了浆液扩散形式以及注浆压力、浆液水灰比对浆液扩散范围的影响规律，结合试验结果建立了假定的注浆结石体数学模型并提出了主要加固区和次要加固区的概念，通过回归分析建立了浆液扩散距离与注浆压力、水灰比之间的定量关系，并结合有限元软件对室内试验设置的合理性进行了简单的验证。
　　(3)在水泥处治砂土试验的结论基础上，并基于一定的假定，对砂土路基中注浆的加固效果进行了研究，通过分析得到了路基土中的最佳掺灰量范围，同时得到了注浆后路基强度早期的增长规律，证实了注浆技术能够满足道路维修加固中早期开放交通的需求;利用BISAR软件分析了注浆加固深度对于路基加固效果的影响规律，得到了较为经济合理的加固深度范围。
　　(4)以S331公路K61+870～K61+980段病害注浆处治实际工程为依托，对注浆加固前后的路表回弹弯沉进行测量，验证了注浆处治技术对于路基的加固效果。

目录

声明

摘要

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究内容及意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 路基病害及处治技术研究

1．2．2 道路工程中注浆技术发展及应用研究

1．2．3 注浆加固机理研究

1．2．4 注浆工艺参数研究

1．2．5 目前研究存在的问题

1．3 主要研究内容、技术路线与创新点

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

1．3．3 主要创新点

第二章 注浆加固技术在路基中的适用性研究

2．1 砂土注浆理论分析

2．1．1 土的分类

2．1．2 水泥浆液可注性分析

2．1．3 砂土的特征参数

2．2 砂土中水泥浆液渗透试验

2．2．1 试验装置原理

2．2．2 试验材料选择及参数设置

2．2．3 浆液渗透试验研究结果

2．3 小结

第三章 砂土中水泥浆液扩散形式及规律试验研究

3．1 试验目的及装置原理

3．1．1 试验目的

3．1．2 试验装置组成

3．1．3 试验装置功能及特点

3．2 试验材料及参数

3．2．1 水泥浆液

3．2．2 砂土体

3．3 试验方案及流程

3．3．1 试验方案设计

3．3．2 试验流程

3．4 浆液扩散形式及规律研究

3．4．1 浆液扩散形式分析

3．4．2 浆液扩散距离规律研究

3．4．3 注浆结石体数学模型

3．4．4 注浆压力对浆液扩散范围影响分析

3．4．5 浆液水灰比对浆液扩散范围影响分析

3．4．6 浆液扩散范围回归分析

3．5 数值模拟分析验证

3．5．1 数值模拟软件介绍

3．5．2 数值模型建立

3．5．3 数值模拟结果分析

3．6 小结

第四章 路基注浆加固效果应用评价

4．1 注浆加固效果分析

4．1．1 水泥处治砂土强度特性研究

4．1．2 注浆试验加固效果计算

4．2 注浆加固深度对路基的加固效果分析

4．2．1 数值计算原理

4．2．2 数值模型建立

4．2．3 不同注浆深度加固效果分析

4．3 注浆加固工程应用及效果评价

4．3．1 工程概况

4．3．2 路基加固处理方案

4．3．2 加固效果评价

4．4 小结

第五章 结论与展望

5．1 主要研究结论

5．2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间科研成果情况