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人工冻土强制解冻融沉控制研究

白楠  
【摘要】: 人工地层冻结法自1862年首次在英国应用以来,以其对各种地层的适应性强,对环境影响小等特点,较其他地基处理工法显示了较大的优势。但冻结引起的土体冻胀融沉对环境产生了负面影响,制约了冻结法在对环境要求高的地方的应用。为了减缓融沉对环境造成的影响,一般工程中采用注浆补偿的方法,在冻结后进行强制解冻,然后配合注浆来控制冻土的融化沉降。而注浆控制融沉一直以来都没有很好的理论公式进行计算,传统的理论公式的适用性有限,并不能很好的指导工程施工。 本文先介绍了冻土的融沉机理和注浆抬升机理,介绍了注浆抬升控制冻土沉降的基本原理,在此基础上引入了随机介质理论,介绍了随机介质理论的产生和基本原理,及其在单元开挖引起的地表移动上的应用,并将此原理引入到注浆抬升引起的地表位移对冻土融化沉降的控制中,建立了注浆控制融沉地表位移公式,并采用勒让德—高斯(Legendre-Gauss)求积法进行计算,求解得到的公式。 将上海轨道交通4号线修复工程中的实际参数和现场实测数据代入注浆控制融沉地表位移公式中,对由融沉和注浆抬升产生的位移进行了计算,并对公式和得到的理论数据进行了分析。可知,隧道中心线距地表距离,主要影响半径,相对于未冻土的融沉率,注浆范围和注浆量等,这些参数都对最后的地表位移有很大的影响,特别是融沉率和注浆量,相应的都代表着所影响土体的可能体积变形,正是这些体积变化引起的地表的相应位移。而且在实际工程中,利用现场的一些参数,在计算出应有的融沉量后,可以根据理论公式推算出所需要的相应的注浆参数。 综合分析表明,利用随机介质理论能够有效的对融沉量和注浆量进行预测,通过对计算数值与实际工程的对比,理论公式可以很好的对工程实践进行指导。


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