振動(dòng)注漿中砂土液化判別與漿液擴(kuò)散規(guī)律模擬研究.pdf

1、本論文歸納起來(lái)可分為四大部分:首先,針對(duì)振動(dòng)注漿使土層發(fā)生液化的特性,對(duì)砂土動(dòng)力性能做了詳細(xì)的綜合歸納,包括細(xì)砂土和粉土的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn),細(xì)砂土和粉土液化異同點(diǎn),液化判別方法及其動(dòng)力特性等.第二,由于振動(dòng)注漿是振動(dòng)機(jī)具產(chǎn)生振動(dòng)迫使土體液化,因此振動(dòng)注漿機(jī)具的設(shè)計(jì)就牽涉到振動(dòng)特性和土的特性這兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素.論文從兩條不同的途徑分別解決二者間的關(guān)系:其一,在收集大量液化資料的基礎(chǔ)上,運(yùn)用概率方法對(duì)這些數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析,最后得到飽和細(xì)砂土和

2、粉土液化時(shí)土的特性與振動(dòng)特性之間的關(guān)系式.考慮到振動(dòng)液化是機(jī)械振動(dòng),為使資料更具普遍性,也收集有部分實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)液化資料.將統(tǒng)計(jì)出的公式代入原始資料回判發(fā)現(xiàn),它同時(shí)適合于地震振動(dòng)液化與機(jī)械振動(dòng)液化的兩種情況;其二,論文提出一種新的推求砂土液化判別式的方法,即相似設(shè)計(jì)方法.基于概率統(tǒng)計(jì)時(shí)收集到的液化資料,依據(jù)buckingham π定理和量綱分析法,推求出振動(dòng)特性和土的特性之間關(guān)系的又一砂土液化判別式,回判結(jié)果表明,此式同樣具有較高的回判成

3、功率.這兩個(gè)表達(dá)振動(dòng)特性與土的特性之間關(guān)系的判別式為振動(dòng)注漿機(jī)具的設(shè)計(jì)參數(shù)提供了理論依據(jù),同時(shí)對(duì)一般的砂土液化問(wèn)題也具有參考價(jià)值.第三,雖然注漿已廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐,但對(duì)注漿理論的研究卻相對(duì)滯后.為給振動(dòng)注漿這種新方法的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供初步的理論依據(jù),論文在總結(jié)現(xiàn)有的球形注漿、柱狀注漿、非溶性漿液注漿等幾種滲透注漿理論基礎(chǔ)上,對(duì)非溶性漿液注漿公式進(jìn)行了簡(jiǎn)化改進(jìn),新建立了簡(jiǎn)化的注漿公式,并且論文還對(duì)非溶性漿液滲透注漿公式進(jìn)行了新的推導(dǎo),得到

4、了自己的推得的非溶性漿液滲透注漿公式,最后卻發(fā)現(xiàn)推得的非溶性漿液滲透注漿公式與建立的簡(jiǎn)化的注漿公式是一致的.為驗(yàn)證對(duì)于飽和細(xì)砂土和粉土土層,振動(dòng)使之液化后確實(shí)能達(dá)到易于注漿的效果,自行設(shè)計(jì)了振動(dòng)注漿器具進(jìn)行了振動(dòng)注漿實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,振動(dòng)液化后確實(shí)較先前易于注漿,這驗(yàn)證了振動(dòng)注漿這一新思想的可行性.第四,由于推導(dǎo)出的滲透注漿公式作了許多假設(shè),只能理想情況下實(shí)現(xiàn),對(duì)于土質(zhì)的不均勻,孔隙隨注漿壓力而變化等多種非線性因素不能加以考慮.因此,

5、本論文利用非穩(wěn)定滲流和已有的滲透注漿理論,建立了數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行差分離散,用fortran編寫(xiě)程序分別進(jìn)行了柱狀注漿和非溶性漿液注漿兩種情況的計(jì)算,得出了注漿壓力、擴(kuò)散半徑與注漿時(shí)間之間的關(guān)系.對(duì)于漿液擴(kuò)散的數(shù)值模擬,此前國(guó)內(nèi)外在這方面還未見(jiàn)報(bào)道.另外,還用ANSYS中的溫度場(chǎng)代替漿液滲流場(chǎng)的模擬,模擬出在穩(wěn)態(tài)滲流情況下,對(duì)于柱狀注漿和非溶性漿液注漿在不同的漿液擴(kuò)散半徑時(shí)各點(diǎn)的漿液壓力.同時(shí)把ANSYS模擬的穩(wěn)定滲流結(jié)果與差分法計(jì)算得出的