›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (8): 2255-2263.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

非对称荷载作用下土体劈裂注浆压力分析

张 淼1,邹金锋1,陈嘉祺1,李 亮1,李振存2   

  1. 1.中南大学 土木工程学院,长沙 410075;2.长沙理工大学,交通运输工程学院,长沙 410004
  • 收稿日期:2013-05-03 出版日期:2013-08-12 发布日期:2013-08-13
  • 通讯作者: 邹金锋,男,1978年生,博士,副教授,主要从事岩土与地下工程、路基与边坡工程、注浆加固方面的教学与科研工作。E-mail: zoujinfeng_csu@163.com
  • 作者简介:张淼,女,1988年生,硕士研究生,主要从事路基沉陷以及注浆加固方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助(No. 51078359,No. 51208523);中央高校基本科研业务费专项资金资助(No. 2012zzts019);西部交通科技项目资助(No. 2011318824350)。

Analysis of soil fracturing grouting pressure under asymmetric loads

ZHANG Miao1, ZOU Jin-feng1, CHEN Jia-qi1, LI Liang1, LI Zhen-cun2   

  1. 1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China; 2. School of Traffic and Transportation Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410004, China
  • Received:2013-05-03 Online:2013-08-12 Published:2013-08-13

摘要: 为研究在非对称荷载作用下土体劈裂注浆压力,基于扩孔理论和统一强度准则并考虑非对称荷载的作用,建立基于扩孔理论的劈裂注浆启劈压力分析模型,推导出浆泡周围塑性区土体的应力场、位移场、塑性区半径以及启劈注浆压力的理论解答,并以工程算例进行论证。结果表明,考虑对称荷载作用下的启劈注浆启劈压力较考虑非对称荷载作用下的值要大,对称荷载作用下的分析方法低估了塑性区半径;无论是柱形劈裂还是球形劈裂,当 1时,启劈压力会随着 的增大而增大,塑性半径会随着 的增大而明显减小;当 1时,启劈压力会随着 的增大而减小,而塑性半径的变化是有限的。预先了解土体的初始应力条件对正确的确定劈裂注浆启劈压力至关重要,可为劈裂注浆的设计和施工会提供更加完善的理论依据。

关键词: 浆泡扩张, 劈裂注浆, 非对称荷载, 注浆压力, 塑性区半径

Abstract: In order to study the soil fracturing grouting pressure under asymmetric loads, based on the cavity expansion theory and unified strength theory and considering the influence of the asymmetric loads, the analytical solutions of stress fields and displacement fields in the plastic regions surrounding slurry bubble, as well as the radius of plastic region and limit expansion pressure are deduced. The solutions are validated through the engineering example. The results show that grouting pressure considering the symmetrical load is larger than that considering the asymmetric loads, which indicates that the radius of plastic region are underestimated in the analysis of grouting under the symmetrical load. For the cylindrical cavity expansion and the spherical cavity expansion, where K0 is less than 1, the starting fracturing pressure increases with the increment of K0; while the radius of plastic region significantly decreases with the increment of K0. Where K0 is greater than 1, the starting fracturing pressure decreases with the increment of K0, but the change of radius of plastic region is limited. Therefore it is important to estimate the initial stress conditions of the soil previously before the critical fracturing pressure. The results will improve theoretical basis for design and construction of fracturing grouting.

Key words: slurry bubble expansion, fracturing grouting, asymmetric load, grouting pressure, radius of plastic region

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