高速公路岩溶区岩溶路基处理设计参数数值分析

论文摘要

岩溶区地下洞穴的稳定性、合理治理范围及注浆治理参数问题是一个普遍存在并对工程产生重大影响,而又未完全解决好的问题。随着在岩溶区修建铁路及其他线路工程的逐渐增多,地下岩溶区的治理问题也逐渐增多。岩溶区地下洞穴区的稳定性及治理参数问题逐渐成为影响区内工程顺利施工和运行的重要因素之一。本文以某高速公路岩溶区岩溶注浆处理为背景,运用快速拉格朗日法进行数值模拟,模拟岩土层中的洞穴稳定性规律,并对岩溶注浆的扩散半径变化规律进行模拟,得到不同条件变化下的扩散半径变化规律。本论文的主要研究内容分为以下几个方面：结合当地实际的工况条件,选取合适的岩土力学参数及渗透参数。计算在岩土层中地下洞穴随洞径、偏距及埋深的稳定性变化规律,并得到岩土层中地下洞穴的最大安全顶板厚度,并得到此种工况条件下线路沉降位移随洞径、偏距及埋深的变化规律。计算注浆过程中,注浆扩散半径与注浆压力、浆液粘稠度之间的变化规律,得到变化规律曲线。提出合理的适用于某高速公路岩溶区的注浆扩散半径,结合电测深及钻孔资料的相互验证,对现场施工的钻孔间距进行指导。经过数值分析表明：得到了某高速公路岩溶路基中土层中地下土洞的安全顶板厚度为22m；岩层中地下岩洞的安全顶板厚度为5m。某高速公路岩溶路基中地下土洞和地下岩洞的处理宽度范围分别为坡脚外7m、6m。根据实际的注浆情况得到了浆液的扩散半径为2.9m-3.2m,并得到了扩散半径随压力和浆液粘稠度变化的规律曲线。针对浆液在岩溶路基中的扩散情况,通过数值分析,否定了浆液击穿周围空洞的洞壁进行注浆这种情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容及技术路线
• 第2章 区域地质条件及岩溶发育情况
• 2.1 线路区域地质条件
• 2.2 路段岩溶发育特征
• 2.2.1 十一合同段岩溶发育区段及特征
• 2.2.2 四合同段岩溶发育区段及特征
• 2.3 段内施工中揭示的岩溶洞穴发育状况
• 2.4 路段岩溶发育的评述
• 第3章 地下洞穴安全顶板厚度数值分析
• 3.1 地下土洞安全顶板厚度数值分析
• 3.1.1 模型的建立
• 3.1.2 计算参数的选取
• 3.1.3 计算断面的选择
• 3.1.4 计算结果分析
• 3.2 地下岩洞安全顶板厚度模拟计算
• 3.2.1 模拟过程
• 3.2.2 计算结果分析
• 第4章 地下洞穴治理宽度数值分析
• 4.1 地下土洞治理宽度模拟计算
• 4.1.1 模拟过程
• 4.1.2 计算结果分析
• 4.2 地下岩洞治理宽度模拟计算
• 4.2.1 模拟过程
• 4.2.2 计算结果分析
• 第5章 地下洞穴注浆效果数值分析
• 5.1 地下土洞注浆效果模拟计算
• 5.1.1 模拟过程
• 5.1.2 计算结果分析
• 5.2 地下岩洞注浆效果模拟计算
• 5.2.1 模拟过程
• 5.2.2 计算结果分析
• 第6章 注浆参数数值分析
• 6.1 注浆扩散半径模拟计算
• 6.1.1 模型的建立及参数的选取
• 6.1.2 计算结果分析
• 6.2 注浆粘稠度对渗流范围的影响分析
• 6.2.1 模拟过程
• 6.2.2 计算结果分析
• 6.3 裂隙土体注浆扩散范围分析
• 6.3.1 模型的建立及参数的选取
• 6.3.2 计算结果分析
• 6.4 空洞对浆液扩散范围的影响分析
• 6.4.1 模拟过程
• 6.4.2 计算结果分析
• 6.5 浆液冲破洞壁厚度模拟计算
• 6.5.1 模型的建立及参数的选取
• 6.5.2 计算断面的选择
• 6.5.3 计算结果分析
• 第7章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果