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泥质断层劈裂注浆全过程力学机理与控制方法研究

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泥质断层劈裂注浆全过程力学机理与控制方法研究
论文目录
 
摘要第11-19页
Abstract第19-22页
第一章 绪论第22-44页
  1.1 选题背景与研究意义第22-24页
    1.1.1 研究背景与意义第22-23页
    1.1.2 选题目的与依据第23-24页
  1.2 注浆概念综述第24-27页
    1.2.1 注浆的定义及应用领域第24-25页
    1.2.2 注浆的发展历史第25-26页
    1.2.3 注浆的分类方法第26-27页
  1.3 注浆总体研究现状概述第27-33页
    1.3.1 注浆理论的研究现状第27-31页
    1.3.2 注浆模型试验的研究现状第31-32页
    1.3.3 注浆数值模拟的研究现状第32-33页
  1.4 劈裂注浆理论研究现状第33-39页
    1.4.1 劈裂的产生机理第33-35页
    1.4.2 劈裂的传播方式第35-36页
    1.4.3 劈裂的几何表现形式第36-38页
    1.4.4 劈裂加固机理第38-39页
  1.5 目前研究中存在的问题第39-40页
  1.6 主要研究内容、技术路线与创新点第40-44页
    1.6.1 主要研究内容第40-42页
    1.6.2 技术路线第42页
    1.6.3 主要创新点第42-44页
第二章 劈裂注浆启劈力学机理及其判据第44-63页
  2.1 颗粒流方法应用于注浆问题的基本原理和理论第44-49页
    2.1.1 颗粒流方法概述与基本假定第44-45页
    2.1.2 颗粒间的接触本构模型及裂纹产生模式第45-47页
    2.1.3 颗粒流流固耦合基本理论第47-49页
    2.1.4 颗粒流计算方法第49页
  2.2 PFC模拟劈裂注浆参数标定与模型建立第49-54页
    2.2.1 颗粒细观参数标定第49-52页
    2.2.2 数值模型建立第52-54页
    2.2.3 计算工况设计第54页
  2.3 泥质断层劈裂注浆PFC模拟结果分析第54-62页
    2.3.1 劈裂注浆启劈压力求解公式拟合第54-58页
    2.3.2 介质劈裂破坏型式第58-59页
    2.3.3 浆液劈裂扩散规律第59-62页
  2.4 本章小结第62-63页
第三章 基于双曲线压缩模型的浆液动态劈裂扩散机理第63-94页
  3.1 被注土体压缩曲线模型优选第63-67页
    3.1.1 现有土体压缩e-p曲线模型第63-65页
    3.1.2 土体压缩ε-p双曲线模型及适用性分析第65-67页
  3.2 被注土体初始压缩和再压缩双曲线模型确定第67-73页
    3.2.1 土体初始压缩双曲线模型第67-68页
    3.2.2 土体再压缩双曲线模型第68-72页
    3.2.3 土体初始压缩与再压缩双曲线模型对比第72-73页
  3.3 基于土体压缩双曲线模型的浆液动态劈裂扩散模型建立第73-79页
    3.3.1 浆液先序及后序劈裂发生趋势探讨第73-75页
    3.3.2 浆液动态劈裂扩散概化模型第75-76页
    3.3.3 浆液动态劈裂扩散数学模型第76-79页
  3.4 基于土体压缩双曲线模型的浆液动态劈裂扩散规律分析第79-88页
    3.4.1 先序注浆劈裂扩散规律第79-84页
    3.4.2 后序注浆劈裂扩散规律第84-88页
  3.5 浆液凝结体生成尺寸特征及其影响因素探讨第88-93页
    3.5.1 浆液凝结体生成尺寸特征判定模型建立及其判定标准第89页
    3.5.2 浆液凝结体生成尺寸特征受各因素影响规律第89-93页
  3.6 本章小结第93-94页
第四章 劈裂注浆定量加固理论第94-123页
  4.1 问题的提出第94-96页
  4.2 土体劈裂注浆加固数学模型建立第96-100页
    4.2.1 模型假设条件第96-97页
    4.2.2 理论推导第97-100页
  4.3 关键注浆参数对于土体劈裂加固效果的影响第100-104页
    4.3.1 平均浆液扩展压力与加固效果的关系第100-102页
    4.3.2 浆液粘度与加固效果的关系第102-103页
    4.3.3 浆液注入速率与加固效果的关系第103-104页
  4.4 土体劈裂加固机理试验验证第104-121页
    4.4.1 试验设计思路及因素设置第104-106页
    4.4.2 试验装置、被注介质和主劈裂平面诱导形成方法及关键试验步骤第106-109页
    4.4.3 浆液注入压力和浆液扩展压力的表征与采集第109-112页
    4.4.4 试样单轴压缩应力-应变曲线及破坏特征分析第112-117页
    4.4.5 注浆加固主要影响因素及加固型式分析第117-118页
    4.4.6 试验结果对于注浆加固数学模型的验证第118-121页
  4.5 本章小结第121-123页
第五章 泥质断层劈裂注浆扩散物理模拟试验第123-176页
  5.1 试验设计背景及试验系统研发第123-128页
    5.1.1 依托工程概况与试验原理第123-125页
    5.1.2 试验系统—供水模块第125页
    5.1.3 试验系统—地应力加载模块、灾害发生及处治模块第125-126页
    5.1.4 试验系统—注浆模块第126-127页
    5.1.5 试验系统—响应参数采集模块第127-128页
  5.2 试验设计方案与关键实施环节第128-139页
    5.2.1 致灾地质相似材料配置及填充第128-129页
    5.2.2 动水环境下远端截浆及浅部分区加固注浆管路设计第129-133页
    5.2.3 多元监测传感器布置第133-134页
    5.2.4 模拟突水突泥渐进发生模式第134-135页
    5.2.5 隧道突泥体清淤第135页
    5.2.6 间歇式压水联通试验第135-136页
    5.2.7 围岩稳定性保障处理第136-137页
    5.2.8 动水环境下远端截浆及浅部分区加固注浆第137-139页
  5.3 注浆过程多元物理信息动态响应特征及机理分析第139-158页
    5.3.1 多序次注浆压力动态变化特征分析第139-143页
    5.3.2 注浆压力动态变化理论计算与试验结果对比第143-144页
    5.3.3 分序注浆土压力和渗透压力动态响应特征分析第144-155页
    5.3.4 多序次注浆土压力和渗透压力动态响应特征分析第155-158页
  5.4 基于多元物理场响应特征的地层加固进度和区域辨识方法第158-166页
    5.4.1 劈裂阶段注浆压力波动变化机理及类型划分第158-162页
    5.4.2 基于注浆压力信息的地层加固进度辨识方法第162-165页
    5.4.3 基于土压力和渗透压力场的地层加固区域辨识方法第165-166页
  5.5 灾后多序次劈裂注浆空间扩散规律第166-173页
    5.5.1 突泥塌腔及软弱破碎区域优先充填扩散规律第166-171页
    5.5.2 多序次劈裂注浆扩散规律第171-173页
  5.6 本章小结第173-176页
第六章 隧道断层突水突泥灾后全断面帷幕注浆工法应用试验第176-195页
  6.1 大规模三维隧道突水突泥灾后帷幕注浆处治模拟试验系统研发第176-180页
    6.1.1 主体试验装置第176-177页
    6.1.2 地应力加载与动水供给第177-178页
    6.1.3 多元信息实时监测第178-179页
    6.1.4 注浆装置第179-180页
  6.2 隧道断层突水突泥灾后全断面帷幕注浆设计方案第180-183页
    6.2.1 材料填筑及突水突泥灾害发生第180-181页
    6.2.2 模拟全断面帷幕注浆治理设计方案第181-183页
  6.3 模拟灾后隧道全断面帷幕注浆实施第183-186页
    6.3.1 隧道突泥体清淤及掌子面回填反压第183-184页
    6.3.2 进口左洞帷幕注浆实施第184-186页
  6.4 模拟加固后隧道开挖第186-193页
    6.4.1 开挖方法第186-187页
    6.4.2 开挖过程及揭露浆液凝结体分布特征第187-190页
    6.4.3 开挖期间围岩变形监测第190-191页
    6.4.4 帷幕注浆加固圈厚度选定第191-193页
  6.5 本章小结第193-195页
第七章 泥质断层劈裂注浆控制方法与工程应用第195-207页
  7.1 泥质断层劈裂注浆控制方法第195-199页
    7.1.1 注浆压力控制第195-196页
    7.1.2 劈裂路径尺寸控制第196-197页
    7.1.3 注浆加固体参数控制第197-198页
    7.1.4 注浆加固进度控制第198-199页
  7.2 工程应用第199-205页
    7.2.1 工程概况第199-200页
    7.2.2 帷幕注浆方案设计第200-203页
    7.2.3 注浆加固效果分析第203-205页
  7.3 本章小结第205-207页
第八章 结论与展望第207-211页
  8.1 结论第207-209页
  8.2 展望第209-211页
附章 关于全可视化注浆的探索与展望第211-224页
  附1.1 全可视化注浆模型试验系统的研制第211-216页
    附1.1.1 被注介质可视模拟材料及配套装置第212-214页
    附1.1.2 高强钢化玻璃透明装置第214-215页
    附1.1.3 参数可控型浆液泵送设备第215页
    附1.1.4 连续物理场监测采集系统第215-216页
  附1.2 全可视化注浆模型试验第216-222页
    附1.2.1 试验关键设计参数第216-217页
    附1.2.2 试验关键环节第217-218页
    附1.2.3 浆液的椭球形扩散规律第218-221页
    附1.2.4 浆液扩散对被注介质位移场的影响第221-222页
    附1.2.5 浆液扩散距离与地表隆起的关系第222页
  附1.3 本章小结第222-223页
  附1.4 下一步工作计划第223-224页
参考文献第224-236页
致谢第236-238页
博士期间参与的科研项目第238-240页
博士期间发表的论文第240-241页
博士期间获得授权的专利第241-242页
获得的奖励及担任的职务第242-243页
学位论文评阅及答辩情况表第243页

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