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《淺談劈裂灌漿在水庫土壩中的防滲加固機理 》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、淺談劈裂灌漿在水庫土壩中的防滲加固機理論文關鍵詞：壩體加固劈裂灌漿數(shù)值模擬分析 論文摘要：用劈裂灌漿防滲加固技術來改進壩體的穩(wěn)定性，是堤壩加固領域的一種非常有效的加固方法，多年來該技術在中小型水庫上壩防滲加固中得到廣泛應用。本文針對土壩劈裂灌漿加固機理進行分析研究，并分析施工過程中注意事項?！ ?引言 在世界大多數(shù)國家中，土石壩建設在壩工方面一直居于首位。世界土石壩得到迅速發(fā)展的同時，也發(fā)生過較多的事故，為這種發(fā)展付出了代價。可以說每一次土石壩技術的重大進步，都和事故的教訓有關。對于出現(xiàn)老化及異常情況的土石壩，為了防止其產生滲透破壞直至產生潰壩等工程事
2、故，必須根據(jù)情況對其進行修補加固。土石壩建成后，經(jīng)過多年運行，壩體產生老化是普遍存在的問題。當壩的力學穩(wěn)定性或水力學穩(wěn)定性受到損害時就要發(fā)生事故。據(jù)國內外學者統(tǒng)計，由滲透破壞造成事故的，約占全部事故的30%-40%。所以，土石壩的防滲加固，在世界范圍的水庫險壩的處理中占有很重要的位置。近年來，為了水庫的防洪安全，我國政府利用國債資金，在全國范圍內開展大規(guī)模的病險水庫處理。本文就劈裂灌漿技術在水庫土壩中的防滲加固機理分析，然后提出運用流固耦合分析方法進行模擬的思路?！ ?劈裂灌漿方法研究 堤壩劈裂灌漿技術是在總結了傳統(tǒng)的堤壩灌漿技術的經(jīng)驗教訓，分析了堤壩裂縫的
3、成因以及泥漿劈裂堤壩規(guī)律的基礎上提出來的。美國在1970年即采用灌漿的方法處理了希爾克里格壩，該壩建成后在心墻與山坡接頭處出現(xiàn)漏水；英國60年代初期建成的巴爾德赫德壩，發(fā)現(xiàn)心墻裂縫后，60年代末期也采用灌漿的辦法進行處理；還有西班牙的阿爾龐上壩、墨西哥的勒克薩壩都采用過灌漿的方法進行處理，當時由于人們的種種擔心，致使這門技術未能得到發(fā)展?！ ∥覈夥懦跗谠邳S河大堤首次用鋼釬探測隱患，然后進行灌漿，取得了較好的效果。而后在一些中小型水庫上壩上進行充填式灌漿。到了70年代該技術開始用于處理一些大中型水庫的壩體隱患。到了70年代后期，人們總結了充填灌漿的經(jīng)驗教訓，分析了
4、壩體裂縫成因和灌注泥漿劈裂壩體的規(guī)律，提出了土壩壩體劈裂灌漿理論。劈裂灌漿與充填式灌漿有本質的區(qū)別。壩體劈裂灌漿是從產生壩體隱患的原因入手，利用壩體小主應力的分布規(guī)律進行布孔，利用水力劈裂原理，施加一定的灌漿壓力，有計劃有控制地劈裂壩體，灌注適宜的泥漿，通過漿壩互壓和壩體的濕陷固結等作用，使所有與漿脈連通的裂縫、洞穴、水平疏松層等隱患得到充填擠壓密實，形成豎直連續(xù)的漿體防滲帷幕。改善壩體內部的應力狀態(tài)，改善壩體的滲透穩(wěn)定性和變形穩(wěn)定性。隨著劈裂灌漿加固技術的推廣應用，其理論研究也得到不斷的發(fā)展。通過原型觀測、室內試驗、理論分析和工程總結對漿液劈裂壩體的規(guī)律、泥漿固
5、結和壩體壓密、漿壩互壓以及壩體內部孔隙水壓力和土壓力的變化規(guī)律等方面獲得初步成果。 劈裂灌漿技術不論在施工工藝還是在理論研究方面取得了不少進展。但是，山于該項技術的特殊性及加固對象的多樣性，所以還有很多理論方面的問題沒有解決。例如，灌漿軸線的布置，復灌時間的確定，漿液在壩體中的固結規(guī)律，灌漿對壩體應力應變的影響，灌漿效果及持久性問題等。劈裂灌漿的理論研究遠遠落后于實踐需要，甚至制約了該項技術的進一步推廣?！ ?土壩劈裂灌漿加固機理 土壩劈裂灌漿防滲加固機理是多方面的，首先是壩體內部應力的分布規(guī)律為劈裂灌漿提供了可能性，再就是灌漿過程中的泥漿的劈裂充填作用、
6、漿壩互壓作用、壩體濕陷固結作用、壩體內部應力調整作用等。2.1水力劈裂原理，指是在水壓力作用下，使原物體產生裂縫或使原有裂縫擴大的過程。如果無限域中的圓孔受到均勻液體壓力P，要計算介質中的應力，已有經(jīng)典解答。如果介質初始應力為零，則當P＞σi就會被劈裂，其中σi為介質的抗拉強度。若果介質初始應力為σ，則當P≥σ+σi就會被劈裂，式中如果σ是拉應力，則P+σ≥σi就會被劈裂?！ ?.2土壩壩體的應力分布規(guī)律，土壩具有梯形斷面的條形建筑物，通過對土壩壩體的原形觀測及有限元分析，壩體內部應力分布規(guī)律一般如下：在壩軸線附近，土壩的豎向應力σi略小于土柱的自重壓力，土壩橫剖
7、面的水平應力σx，比豎向應力σy小，約等于(0.3-0.5)σy，(即側壓力系數(shù)為0.3-0.5)。土壩填筑質量愈差，則側壓力系數(shù)愈小，壩頂部一定高度σx:還會出現(xiàn)拉應力。土壩的縱剖面的水平應力為σz二介于σx和σy之間。一般情況，土壩壩體壓應力符合σy>σz>σx的規(guī)律。根據(jù)土壩壩體的應力分布情況，利用水力劈裂原理，在壩軸線附近沿小主應力面布置灌漿孔。泥漿就容易沿這個平面將壩體劈開?！ ?.3泥漿對壩體的劈裂充填作用。由于劈裂灌漿是以漿液為能量載體，高壓泥漿對壩體有很大的充填作用。泥漿充填壩體內部被劈開的灌漿通道，以及與通道相連的各種原有裂縫、洞穴等
8、，充填作用
