單一裂隙注漿擴(kuò)散與加固機(jī)理研究.pdf

1、工程巖體的穩(wěn)定性受結(jié)構(gòu)面性質(zhì)的影響十分顯著，結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、展布情況、裂隙組的組合特征以及工程性質(zhì)對(duì)巖體的力學(xué)性能起到?jīng)Q定性的作用。由結(jié)構(gòu)面誘發(fā)的滲漏水問(wèn)題嚴(yán)重影響了地下工程建設(shè)施工與運(yùn)營(yíng)安全，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)蒙受巨大的人員財(cái)產(chǎn)損失。因此裂隙巖體注漿擴(kuò)散與加固機(jī)理研究成為我國(guó)地下工程建設(shè)中亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本文通過(guò)理論分析與數(shù)值模擬方法，對(duì)單一裂隙注漿擴(kuò)散與加固機(jī)理展開(kāi)研究，取得了一系列研究成果。
　　(1)通過(guò)分?jǐn)?shù)布朗函數(shù)建立了

2、結(jié)構(gòu)面幾何模型，基于N-S方程對(duì)裂隙注漿擴(kuò)散開(kāi)展有限元分析。考察了節(jié)理面粗糙度、連通性對(duì)漿液擴(kuò)散的影響，并對(duì)修正立方定律的合理性進(jìn)行了研究?；诮缑鎸永碚?，對(duì)裂隙注漿過(guò)程中的漿-巖耦合效應(yīng)進(jìn)行了分析?；谛拚牧⒎蕉伞⒔缑鎸颖緲?gòu)方程以及漿液流動(dòng)方程，建立了考慮粗糙度影響以及漿巖耦合效應(yīng)的注漿擴(kuò)散公式。
　　(2)借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，建立了結(jié)構(gòu)面輪廓線粗糙度系數(shù)的計(jì)算模型。采取PSO和BP混合算法，優(yōu)化了算法的全局和局部搜索能力，

3、提高了算法的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)三維結(jié)構(gòu)面進(jìn)行離散，依據(jù)接觸區(qū)域與分離區(qū)域的空間分布，將所建立的二維計(jì)算模型擴(kuò)展到三維情況。
　　(3)針對(duì)單一巖石界面的注漿加固強(qiáng)度問(wèn)題，分析了結(jié)構(gòu)面剪切破壞機(jī)制以及粘結(jié)力與摩擦力的耦合效應(yīng)。對(duì)結(jié)構(gòu)面粗糙度各向異性及其表征方法進(jìn)行分析。提出了摩擦力主控區(qū)域與粘結(jié)力主控區(qū)域劃分思想。建立單一界面注漿加固體的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式，為巖體注漿加固效果提供評(píng)判依據(jù)。
　　(4)基于離散元顆粒流程序PFC，采用