堤壩劈裂灌漿的流固耦合分析.pdf

1、劈裂灌漿是堤壩加固領(lǐng)域中一種經(jīng)濟(jì)而有效的新技術(shù)，主要用來解決堤壩的變形穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定問題，屬我國首創(chuàng)。自八十年代推廣以來，這種技術(shù)在全國二十多個(gè)省市進(jìn)行了推廣應(yīng)用，收到了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。劈裂灌漿技術(shù)不論在施工工藝還是在理論研究方面均取得了不少進(jìn)展，但由于歷時(shí)較短，堤壩劈裂灌漿理論還不夠成熟。
　　本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，主要研究和探討了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　1、對當(dāng)前劈裂灌漿中的帷幕形態(tài)進(jìn)行分析，指出堤壩灌

2、漿存在的問題。從大壩鉆孔周圍應(yīng)力場出發(fā)，對灌漿壓力引起的土體劈裂點(diǎn)進(jìn)行力學(xué)求解，闡述合理的灌漿工藝應(yīng)該注意的問題。
　　2、探討堤壩平面等壓應(yīng)力場條件下的劈裂機(jī)理，利用柱形圓孔擴(kuò)張理論，加入塑性力學(xué)理論和粘土大變形理論，推導(dǎo)劈裂壓力公式，分析劈裂壓力的影響因素。對堤壩不等壓應(yīng)力場條件下孔口開裂過程的劈裂壓力進(jìn)行計(jì)算，分析裂縫擴(kuò)展的條件。
　　3、利用有限元軟件-ANSYS，分析鉆孔周圍應(yīng)力場變化對起始劈裂點(diǎn)的影響。同時(shí)研究灌

3、漿壓力與土體周圍受拉破壞區(qū)域的關(guān)系。
　　4、應(yīng)用單一裂隙滲流應(yīng)力耦合理論，對堤壩劈裂灌漿過程中注漿滲流場與土體縫隙應(yīng)力場進(jìn)行有限元流固耦合數(shù)值分析。探討了灌漿機(jī)理，總結(jié)了漿液擴(kuò)散形式和范圍的影響因素，分析了劈裂長度與縫隙寬度的關(guān)系，提出了灌漿壓力的控制原則等若干結(jié)論。
　　5、灌漿帷幕形成后，應(yīng)用流固耦合理論，對在滲流場影響下土壩的穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬分析。闡述劈裂灌漿在土壩中的加固范圍和孔位布置原則，并進(jìn)行工程實(shí)例驗(yàn)證。<