巖土加固技術(shù)復習

1、巖土加固技術(shù)復習Revised by Liu Jing on January 12, 2021中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院?巖土加固技術(shù)?復習思考題一、名詞解釋1. 錨桿：工程上的受拉桿件 錨固：錨桿所起的作用 錨固力：單根錨桿錨固在 巖土中的牢固程度,常常用錨固力來表示,一般采用錨桿的拉拔實驗來確定錨桿 的錨固力,有時也把錨固作用稱為錨固力.錨固技術(shù)：是采用錨桿或以錨桿為主,結(jié)合其他方法,用以巖土加固,或作為巖 土工程支護手段的巖土體加固和支護技術(shù)的總稱.2. 注漿：乂稱為灌漿,是利用壓力降能固化的漿液通過鉆孔注入巖土孔隙或構(gòu)筑 物的裂隙中,使巖土體或構(gòu)筑物的物理力學性能得到改善的一種方法

2、.滲透注漿：是使?jié){液滲透擴散到土粒間的孔隙中,凝固后到達土體加固和止水的 目的.壓密注漿：是注入極稠的漿液,形成球形或圓柱體漿泡,壓密周圍土體,使土體 產(chǎn)生塑性變形,但不使土體產(chǎn)生劈裂破壞.劈裂注漿：是在較高的注漿壓力下,把漿液注入到滲透性小的土層中,漿液擴散 呈脈絡分布.3. 錨注支護技術(shù)：錨桿和噴射混凝土常在一起使用,稱為錨噴支護,錨噴和注漿 的聯(lián)合的一種較好的支護形式.4. 土釘：用來加固和同時錨固現(xiàn)場原位土體的細長桿件.土釘墻：一種原位土體加筋技術(shù),土釘加固常和噴射混凝土一起使用,由被加固土體、土釘和面層組成5. 預應力錨索支護技術(shù)：通過對錨索體的張拉,形成對周圍材料的壓力作用以提 高

3、巖土體抗破壞水平；同時,當巖土體有可能出現(xiàn)拉應力時被這局部壓力作用所 抵消,可以減少巖土體內(nèi)的拉應力的一種支護技術(shù).&超前支護:是指對尚未開挖的巖土體進行預支護,預防其在開挖時的冒落或塌 落.超前錨桿預支護技術(shù)：在工作面向前方布置傾斜式錨桿,使錨桿伸到即將要開挖 的局部,在開挖前對這局部圍巖進行支護,預防其在在開挖時的冒落或塌落的支 護技術(shù).小導管注漿超前支護：是指采用錨注的形式進行超前支護,可將破碎的圍巖固結(jié) 和錨固成一個整體,從而顯著提升圍巖的自承載水平.管棚式超前支護技術(shù)：管棚法是沿開挖輪廓周線,鉆設(shè)與隧道軸線平行的鉆孔, 而后插入不同直徑的鋼管,并向管內(nèi)注漿,固結(jié)管周邊的圍巖,

4、并在預定的范圍 內(nèi)形成棚架的支護體系.7. 張拉型錨索：錨索體所施加的預應力對砂漿、水泥漿或樹脂固結(jié)體產(chǎn)生張拉力 作用.從而對圍巖實施主動支護作用.壓力型錨索：通過錨索底部的端部壓板對漿液固結(jié)體的壓力實現(xiàn)預應力,從而產(chǎn) 生對圍巖的約束作用.荷載分散型錨索：考慮到預應力作用的過分集中對固結(jié)體以及巖土體受力的不 利,采用在錨索孔長度上將錨索預應力分散,這樣就形成了荷載分散型錨索.8. 預應力錨索抗滑樁技術(shù)：在抗滑樁頂使用預應力錨索施加與位移相反的反向力 限制樁頂位移,使抗滑樁的受力更合理,大幅度減少樁身內(nèi)力、樁的橫截面及埋 深的技術(shù).9. 超細水泥漿液：由極細的水泥漿顆粒組成,其平均粒徑為4微米,

5、最大粒徑約 等于10微米,比外表積在8000cm2/g以上.無機注漿材料：包括單液水泥類、水泥一水玻璃類、粘土類、水玻璃類、水泥粘 土類等有機注漿材料：包括丙烯酰胺類、木質(zhì)素類、腺醛樹脂類、聚氨酯類、聚乙烯醇 類、甲基丙烯酸甲酯類、丙烯酸鹽類等.10. 牛頓型漿液：牛頓流體是指流變曲線是通過原點的直線的粘性流體. 賓漢姆型漿液：賓漢姆流體是指流變曲線不通過原點的直線的塑性流體.11. 高壓噴射注漿技術(shù)：利用工程鉆機鉆孔至設(shè)計處理的深度后,用高壓泥漿泵 等高壓發(fā)生裝置,通過安裝在鉆桿桿端置于孔底的特殊噴嘴,向周圍土體髙壓噴 射固化漿液,同時鉆桿以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升,高壓射流使一定范圍內(nèi)的土

6、體結(jié)構(gòu)破壞,并強制與固化漿液混合,凝固后便在土體中形成具有一定性能和形 狀的固結(jié)體.12. 深樁與淺樁：當樁的埋入深度超過反彎點深度a時,是深埋樁；反之,淺埋 樁.13. 全長錨固：錨桿的約束作用主要由錨桿或粘結(jié)材料的剪切應力提供.端頭錨固：錨桿受拉對巖石產(chǎn)生約束作用.14. 預應力損失：由于預應力混凝土生產(chǎn)工藝和材料的固有特性等原因,預應力筋 的應力值從張拉錨固直到構(gòu)件安裝使用的整個過程中不斷降低,這種降低的應力 值,稱為預應力損失.15. 花管注漿：在注漿管前端的一段管上打許多直徑2、5mm小孔,使?jié){液從小孔水 平地噴到地層里.16. 三重管旋噴注漿法：三管旋噴法使用分別輸送水、氣、漿三種

7、介質(zhì)的三重注漿 管.二、簡答1. 簡要介紹巖土注漿技術(shù)的應用范圍.注漿法在土木工程的各個領(lǐng)域中,特別是在水電工程、井巷工程中得到了廣泛的 應用,已成為不可缺少的施工方法.它的應用主要有以下兒個方面： 建筑物地基的加固一一提升地基承載力,提升樁基承載力； 土坡穩(wěn)定件加固一一提升土體抗滑水平； 擋土墻后土體的加固一一增加土的抗剪水平,減小土壓力； 己有建筑混凝土裂縫缺陷的修初混凝土構(gòu)筑物補強； 壩基的加固及防滲一一提升巖土體密實度,改善其力學性能,減小透水性, 增強抗?jié)B水平； 地下構(gòu)筑物的止水及加固一一增強土體的抗剪水平,減小透水性； 井巷工程中的加固及止水一一改善巷道圍巖的物理力學特性； 裂隙巖

8、體的止水和破碎巖體的補強一一提升巖體整體性； 動力根底的抗震加固一一提升地基土抗震水平.2. 說明邊坡工程穩(wěn)定性分析方法與步驟.方法：穩(wěn)定性平安系數(shù)的方法 平面單滑面滑動破壞穩(wěn)定性分析 多滑塊平面滑動穩(wěn)定性分析 圓弧形滑面穩(wěn)定性分析：瑞典條分法.畢肖普法步驟：見題63. 說明巖土支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析方法.影響巖土邊坡穩(wěn)定性的因素：主要有巖土性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)、水的作用、風化 作用、地震、地應力、地形地貌和人為因素.確定埋置深度是支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計算的關(guān)鍵淺埋樁：認為埋入端頭是固定錢接.深埋樁：采用等值梁計算,認為作用在樁上的水平力處于平衡狀態(tài).擋土墻：與土坡穩(wěn)定計算方法相同,采用穩(wěn)定平安系數(shù)的方法.

9、擋土墻的穩(wěn)定 性主要從以下三個方面評價： 作用在擋土墻上抗傾覆力矩與致傾覆力矩之比 作用在擋土墻底面的抗滑力與滑動力之比2； 擋土墻下臥地層應滿足地基承載力要求.4. 簡要說明錨桿支護材料的主要類型與開展狀況.P30錨桿支護材料主要有桿體、固結(jié)機構(gòu)或粘結(jié)材料、托盤、螺帽等.常用的桿體材料主要是各種鋼筋,包括圓鋼、螺紋鋼和專用鋼材.國內(nèi)煤礦還 采用經(jīng)濟的竹、木錨桿.單向左旋無縱筋螺紋鋼粘結(jié)材料：水泥質(zhì)粘結(jié)材料和樹脂類粘結(jié)材料.4.簡要介紹錨桿支護的最大水平應力理論.P401最大水平應力理論的根本觀點：最大水平應力理論認為,礦井巖層的水平應力通常是大于垂直應力即水平應 力為最大主應力.因此,錨桿支

10、護應考慮水平應力的影響.水平應力對巷道穩(wěn)定影響有三種情況,即最大水平應力和巷道走向平行、垂 直和斜交.以平行狀況為最正確對穩(wěn)定影響最小,對頂、底板的穩(wěn)定狀況最有利； 以垂直狀況最不利;在斜交時對巷道的破壞往往在先進人新巖層的一幫.最大水平應力理論還認為,由于最大水平應力根本沿層理方向,巖層容易出 現(xiàn)水平錯動和離層,以及沿軸向的巖層膨脹巷道兩幫收縮.于是錨桿起到約束 離層和抑制巖層膨脹的作用.2最大水平應力理論的熟悉和分析：最大水平應力理論反映了地應力測量的根本情況.世界實測統(tǒng)計結(jié)果是：豎直應力根本符合重力值,水平應力在深于150 m以后 有許多超過豎直應力；而在3000 m以后將趨近于1,變化

11、點在800 m左右.無論矩形或拱形巷道,開挖以后的頂板主應力均發(fā)生主應力轉(zhuǎn)向水平的情況. 因此,從力學原理講,巷道的布置應順著最大水平應力方向.3缺點： “最大水平應力僅僅是地應力的賦存特點,和錨桿的本質(zhì)沒有聯(lián)系； 原巖應力盡管水平占多數(shù),但由于錨桿施工是在巷道開挖之后,而對于巷 道開挖之后的怨言而言,是否以水平應力為主,該理論并沒有說明； 除頂板外,實際也可能與之不符； 錨桿的作用在理論中沒有充分說明； 影響錨桿支護成功的因素很多,絕非支護理論的正確與否所完全決定的.6. 說明錨桿支護設(shè)計的主要方法及需要確定的主要參數(shù).方法：工程類比法經(jīng)驗法、分析法有限元法對于淺埋隧道工程：由太沙基公式計算

12、荷載高度.通過荷載高度可以確定錨桿 的工作長度,以及按懸吊理論計算錨桿荷載錨固力,然后是其他錨桿參數(shù).對于礦山巷道工程：通常采用工程類比法確定錨固力、錨桿長度和間排距等參 數(shù),然后可以用其他一些方法核算、修正.最后設(shè)計錨桿的具體細節(jié).對于基坑或邊坡匸程：邊坡工程的設(shè)計計算首先要確定可能的滑動面位置,然 后比擬滑動力和抗滑力或者滑動力矩與抗滑力矩,通過錨桿提供的抗剪力、抗滑 力矩使設(shè)計滿足穩(wěn)定性參數(shù).參數(shù)：錨桿長度,錨桿直徑,錨桿間排距,巖石性質(zhì)參數(shù)、地應力參數(shù)、巷道兒 何參數(shù)7. 說明錨注加固結(jié)構(gòu)概念及其支護機理.錨噴和注漿的聯(lián)合.支護機理： 采用內(nèi)注漿錨桿注漿,可以利用漿液封堵圍巖裂隙,隔絕

13、空氣,預防圍巖風 化,且能預防圍巖被水浸濕而降低圍巖的本身強度； 注漿后漿液將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體,提升了巖體強度,實現(xiàn)利用圉巖本 身作為支護結(jié)構(gòu)的一局部；且與原巖形成一個整體,在動壓作用下其震動頻率與 原巖一致而不易產(chǎn)生破壞； 注漿后使得噴層壁后充填密實,保證荷載能均勻地作用在噴層和支架上,預防 出現(xiàn)應力集中點而首先破壞； 利用內(nèi)注漿錨桿注漿充填圍巖裂隙,配合錨噴支護,可以形成一個多層有效組 合拱結(jié)構(gòu),即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱及漿液擴散加固拱,從而擴大了支 護結(jié)構(gòu)的有效承載范圍,提升了支護結(jié)構(gòu)的整體性和承載水平； 注漿后使得作用在拱頂上的壓力能有效地傳遞到兩墻,通過對墻的加固,乂能

14、 把荷載傳遞到底板；同時由于組合拱厚度的加大,又能減小作用在底板上的荷載 集中度,從而減小底板巖石中的應力,減弱底板的塑性變形,減輕底股；且底板 的穩(wěn)定,有助于兩墻的穩(wěn)定.在底板及兩墻穩(wěn)定的情況下,又能保持拱頂?shù)姆€(wěn) 定； 注漿加固后能使普通端錨錨桿實現(xiàn)全長錨固,從而提升了錨桿的錨固力和可靠 性,保證了支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；且內(nèi)注漿錨桿本身亦為全長錨固錨桿,它們共同將 多層組合拱聯(lián)成一個整體,共同承載,提髙了支護結(jié)構(gòu)的整體性； 注漿使得支護結(jié)構(gòu)的斷面尺寸加大,這樣圍巖作用在支護結(jié)構(gòu)上的荷載所產(chǎn)生 的彎矩減小,降低了支護結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的拉應力和壓應力.因此,支護結(jié)構(gòu)能承受 更大的荷載,從而提升了支護結(jié)構(gòu)的承

15、載水平,擴大了支護結(jié)構(gòu)的適應性.8. 說明土釘支護的組成及其作用.土釘支護結(jié)構(gòu)包括土體內(nèi)的桿體土釘、面層結(jié)構(gòu)和排防水系統(tǒng)三局部組成.土釘在整個復合結(jié)構(gòu)中扮演主要角色,它可以增加復合體的抗拉、抗剪水平,可 以阻止、推遲和延緩土體的塑性流動和滑塌.面層噴射混凝土與網(wǎng)可使分布在土體中的土釘共同作用,一旦局部一個或兒個 土釘?shù)竭_了極限狀態(tài),那么推力可以通過面層轉(zhuǎn)移到其余土釘上去,限制坡面膨脹 和局部塌落,保持坡面的完整性,起護坡作用,如預防降雨的沖刷等.土釘加固常常要求配設(shè)排水設(shè)施,以預防地表水的滲流造成對噴混凝土的動水 壓力,或由于在土釘加固區(qū)域內(nèi)形成飽和土而降低土體強度與土和土釘?shù)慕Y(jié)合 力.9.

16、說明土釘支護加固的根本原理. 土釘加固后可提升土體強度 土釘和面層結(jié)構(gòu)形成新的擋墻結(jié)構(gòu),可以提 供更高的承載水平 使土體處于三向應力狀態(tài)10說明土釘加固作用的主要特點. 土釘是一種被動支護 土釘施工兒乎和土坑開挖同步進行 布置比擬密集 輔有面板結(jié)構(gòu) 適應性強,適用面寬 施工工藝簡單,對土層擾動小,成 本低11說明土釘加固結(jié)構(gòu)的破壞形式. 加固體內(nèi)的整體失穩(wěn)破壞 加固體外失穩(wěn)破壞 局部破壞 面層超量變 形12.說明土釘加固設(shè)計與驗算的根本內(nèi)容.1土釘墻體穩(wěn)定計算土釘墻抗滑穩(wěn)定性驗算；土釘墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算；土釘墻底部地基承載能 力驗算.2土釘加固體內(nèi)部穩(wěn)定性驗算最危險滑動面滑動驗算；土釘自身強度

17、驗算；面板噴混凝土強度驗算.3土釘加固結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要參數(shù)確定需要釆用土釘加固的基坑大小或土坡范圍；確定土釘加固分段施工高度； 土釘?shù)牟贾煤烷g距與方位傾角；確定土釘鋼筋種類、長度、直徑和其它結(jié)構(gòu) 內(nèi)容；設(shè)計噴射混凝土和網(wǎng)或其它面板結(jié)構(gòu)以及坡頂防護；其它防護水措 施.13簡要說明土釘施工順序.土釘?shù)氖┕ろ権?挖坡到設(shè)計的階段高度,噴混凝土覆蓋開挖坡面,鉆孔并安設(shè) 土釘,根據(jù)土釘要求進行注漿,掛網(wǎng),再噴混凝土到設(shè)計厚度,繼續(xù)下挖重復上 述工序并到設(shè)計深度.因此,土釘墻的施工包括以下兒個方面： 工作面的開挖鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層安設(shè)土釘土釘及其防腐邊坡 外表處理量測和檢測14. 說明預應力錨索按錨固局

18、部的受力狀態(tài)可劃分為幾種類型,并說明其主要特 點.P75張拉型,壓力型,載荷分散型拉力分散型、壓力分散型、剪力分散型、拉壓交 叉分散型張拉型錨索：結(jié)構(gòu)簡單,造價低.施工簡單,全長粘結(jié)式的錨索錨頭失效后仍 可保持預應力的作用.張拉型錨索靠錨索體對固結(jié)體的張拉作用實現(xiàn)錨固,因此 容易在自由段與粘結(jié)段界面出現(xiàn)應力集中使錨索與固結(jié)材料發(fā)生開裂,其至會由 此而導致整體錨索失效.壓力型錨索：一方面壓力型錨索的拉力是通過錨索底部的端部壓板對漿液固結(jié) 體的壓力實現(xiàn)預應力,從而產(chǎn)生對圍巖的約束作用；另一方面壓力線錨索的自由 段套管一直延伸到端部壓板附近.受力狀況要比拉力型更好,工作更可靠.這種 結(jié)構(gòu)可以一次完成

19、全部長度的灌漿.載荷分散型錨索：對于一些裂隙發(fā)育或土質(zhì)松軟的地層非常有利,可以預防固 結(jié)體以及巖土體強度缺乏而造成的破裂,同時,還可以減小加固范圍內(nèi)的巖土體 因受預應力作用而引起的不均勻變形.15. 說明預應力錨索支護與普通錨桿支護的主要區(qū)別.主要區(qū)別在于：預應力錨索支護與加固是一種真正意義上的主動作用,它靠預 應力提供的高抗滑動阻力以實現(xiàn)巖土體的穩(wěn)定；而普通錨桿支護主要是由巖土體 變形而被動地引起錨桿的約束作用實現(xiàn)巖土體穩(wěn)定.因此,預應力錨索支護性能 明顯優(yōu)于普通錨桿支護.預應力錨索與普通錨桿的區(qū)別： 由于要施加高預應力,所以錨索在全長范圍內(nèi)要區(qū)分錨固段和自由段. 錨索承受的載荷預應力更大達

20、兒萬干牛,因此,錨索體通常采用高強高 性能材料,同時對錨固力的要求也更大、更可靠,一般錨固段釆用較長段弱的巖 石中,要求2m以上,土中不超過10 m的固結(jié),并且通常是全長灌漿. 錨索加固工程一般規(guī)模相對較大錨索長度達數(shù)十米到百米；錨索加固工程 的效勞壽命也相對較長,因此,在錨索結(jié)構(gòu)中要求考慮錨索的防腐蝕問題. 為了向巖土體內(nèi)傳遞比擬高的載荷作用,在錨頭部位一般設(shè)有專門的墩座. 為保證錨索或預應力錨桿在錨孔中受力合理,要使其在長度范圍內(nèi)能對中就 位,因此,在錨索上設(shè)有對中支架. 由于錨索施工規(guī)模相比照擬大,預應力和承載力高,預應力施加要求嚴格, 因此施工機具和施工質(zhì)量要求要有比擬可靠的保證.16

21、. 說明預應力錨索作用的根本原理及主要破壞形式.根本原理：通過對錨索體的張拉,形成對周圍材料巖土體或地層的壓力作用 以提升巖土體包括可能出現(xiàn)的滑動面上抗破壞水平；同時,當巖土體有可能 出現(xiàn)拉應力時被這局部壓力作用所抵消,可以減少巖土體內(nèi)的拉應力.因此,巖 土體處于預應力作用狀態(tài)將大大提升巖土體的強度值.破壞形式： 錨索體與注漿固結(jié)體之間的剪切或拉伸破壞.主要指錨索與固結(jié)體之間由于粘 結(jié)強度不夠,或者粘結(jié)界面處應力過于集中面造成的. 注漿固結(jié)體與巖土界面之間的剪切破壞.在軟弱地層中由于其強度不夠或者應 力集中過于嚴重,使固結(jié)體與地層界面發(fā)生脫離,并經(jīng)常是伴隨有巖土體局部破 碎和塌落.這種破壞要考

22、慮巖土的抗剪強度. 地層在預應力或地層載荷作用下的剪切破壞.在預應力或地層載荷作用下出現(xiàn) 有錨固段附近地層的錐狀剪切漏斗式的破裂.這種破壞一般是由于錨固深度不 夠,巖土地層的抗拉拔水平缺乏而形成的拔出漏斗式破壞. 體材料的斷裂破壞.索體斷裂情況比擬復雜.大致可能分為兩種情況,一種是 錨索材料強度缺乏造成的加采用的索體材料強度偏低、地層壓力或地層變形過 大、索體受損等；另一種可能是預應力過高造成的.過高的預應力使地層受力作 用和錨索內(nèi)的應力不協(xié)調(diào),從而造成錨索在工作過程中發(fā)生斷裂破壞. 固結(jié)漿體在錨索的拉力或壓力作用下破壞.因錨固段固結(jié)漿體的強度低,或 是由于在后續(xù)的地層壓力作用下引起較高應力集

23、中,從而使固結(jié)漿體形成拉或壓 破裂. 巖土體的整體破壞.由于整體支護水平不夠,出現(xiàn)錨索群的破壞,使巖土體 在較大范圍內(nèi)失穩(wěn).17說明預應力錨索設(shè)計的根本內(nèi)容與方法.P83錨索設(shè)計的根本內(nèi)容有:錨固力大小和預應力值,固結(jié)長度和錨索整體長度錨 固深度與錨索自由段長度,索體材料確實定及其構(gòu)成和相應的截面積、錨頭設(shè)計 等.方法：錨固力大小可以由兩種方法來確定：一種是類似土釘?shù)脑O(shè)計方法,根據(jù) 地層滑動的最小穩(wěn)定性系數(shù),比擬所需要的穩(wěn)定性系數(shù),通過錨索的錨固力來實 現(xiàn)地層穩(wěn)定并滿足設(shè)計要求所需要的穩(wěn)定性系數(shù)；另一種是采用工程類比法確 定.18. 簡要說明預應力錨索施工的主要程序與要求.預應力錨索施工的根本

24、程序包括：造孔、編束、錨索安裝、注漿固結(jié)、張拉、錨 頭固結(jié)和防護等. 對鉆孔的質(zhì)量要求主要是保證長度、孔徑、孔的角度和軸線的偏差. 編束的方法,那么隨錨束斷面的型式不同而各異.錨固段與錨頭的制作,更是隨 錨束的不同類型而各不相同. 錨索安設(shè)的主要質(zhì)量間題是應保持錨索在錨孔中的平直、均勻,待別是在自由 段和固結(jié)段之間不應有嚴重的彎曲. 注漿漿液性質(zhì)的根本要求是漿液的強度和稠度,即水灰比. 預應力張拉要在注漿固結(jié)體具有足夠強度30 MPa后才可進行.張拉施工應 盡量采用單根對稱鋼紋線錨索、分級逐步施加、慢加載的方法. 索體材料的防護和臨時性防護包括在索體上加金屬鍍層、涂有機質(zhì)涂料、改 變周圍介質(zhì)性

25、能等,而永久性防護那么以水泥封灌為主口.19. 說明預應力錨索支護結(jié)構(gòu)預應力損失的原因. 張拉過程的損失 鎖定過程的損失 松弛和徐變造成的損失 其他因素：材質(zhì)變化銹蝕、環(huán)境因素溫度、介質(zhì)受震動或沖擊、載 荷因素外荷載變化、盈應力調(diào)整等20. 說明超前錨桿和小導管注漿技術(shù)的適用條件及施工工藝要求.P94小導管注漿方法主要適用于：自穩(wěn)時間短的軟弱破碎帶、淺埋軟弱圍巖和嚴重偏 壓、砂層、砂卵石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水的隧道.對結(jié)構(gòu)頂部處 于亞粘土、粉細砂、中粗砂等地質(zhì)松軟、空隙較大的地層更為適用,效果明顯.小導管施工工藝：a. 布孔.根據(jù)小導管的施工設(shè)計和開挖斷面的中線,對拱頂外輪廓線中央

26、高程和 支距進行布孔放樣,并以插釬作為標記限制小導管的間距.b. 成孔.首先架設(shè)方向架,確定打孔方向、位置和仰角,然后依據(jù)不同地質(zhì)條 件,采用不同成孔設(shè)備打孔:一般砂層可用20 mm管以壓力風吹孔;粉細砂、亞粘 土可采用風鎬推進導管;粘土層可采用煤電鉆鉆孔;在土夾石、風化巖可使用液壓 或風槍打眼成孔.孔方向要求順直,不得彎曲和塌孔等.c. 插管.安設(shè)小導管時應對準管孔的方向和角度,必要時使液壓或風動推進器將 導管推人,并力求導管尾端在同一剖面且外露長度以30 cm為宜.d. 封口.噴混凝土 5、8cm厚度,對管尾周圍應增強封閉.21說明管棚式支護適用條件及設(shè)計要求.P97管棚超前支護特別適用于

27、在工程下方進行工程施工的情況,主要包括下屬場合： 作為公路、鐵路下方修建隧道的輔助工法；作為在地中及地下結(jié)構(gòu)物下方修 建隧道的輔助工法；作為修建大斷面隧道施工的輔助工法；作為隧道洞口段施工的輔助工法； 作為其他施工的輔助工法,如托底、盾構(gòu)基地防護等.管棚施工設(shè)計步驟是結(jié)合地層和結(jié)構(gòu)外形情況先確定布置外形,計算承受總壓力,設(shè)計管棚長度,然后結(jié)合管徑按強度計算間距(管棚數(shù)量),并用穩(wěn)定性(撓度)驗證.22說明預應力錨索抗滑樁技術(shù)的適用條件及技術(shù)特點.適用條件：防治高邊坡滑坡的過程中,以及在建筑物可能發(fā)生滑動時,采用抗 滑樁技術(shù)來加固邊坡,實現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定.技術(shù)特點：抗滑樁技術(shù)具有抗滑水平強,開挖和混

28、凝土工程量小,且不會惡化 原有的地質(zhì)條件,樁位設(shè)置靈活,對保證工程質(zhì)量,加快施工進度,縮短工期和 節(jié)約投資均具有顯著作用.23簡要說明巖土注漿對注漿材料的主要要求.(1) 漿液的初始黏度要低、流動性好、可注性強,能滲透到細小的裂隙或孔隙 內(nèi)；(2) 凝膠時間可以在兒秒至數(shù)小時范圍內(nèi)任意調(diào)整,并能準確限制；(3) 穩(wěn)定性好,在常溫、常壓下較長時間存放不改變其根本性質(zhì),存放不受溫 度、濕度變化的影響；(4) 無毒、無臭,不污染環(huán)境,對人體無害,屬非易燃和易爆品；(5) 漿液對注漿設(shè)備、管路、混凝土結(jié)構(gòu)物等無腐蝕性,并容易清洗；(6) 漿液固化時無收縮現(xiàn)象,固化后與巖土體和混凝土等有一定的粘結(jié)力；(

29、7) 結(jié)石體具有一定的抗壓、抗拉強度,抗?jié)B性好,抗沖刷及耐老化性能好；(8) 材料來源豐富,價格廉價；(9) 配制方便,操作簡單.24. 說明水泥類漿液的主要特點和開展趨勢.特點：水泥漿材結(jié)石體強度高,造價低廉,材料來源豐富,漿液配制方便,操 作簡單,是使用量最大的漿材.但由于普通水泥顆粒較大,這種將夜一般只能注 入到直徑或?qū)挾却笥诘目障痘蛄严吨?因此,使用上受到一定限制.開展趨勢：改善現(xiàn)有注漿材料和研制新的注漿材料(超細水泥的研究、有機物 作為膠凝劑),推出低毒或無毒、高性能的改良型漿材.25. 說明水玻璃類漿液的主要特點.由于水玻璃來源豐富,價格較低,污染較小,加之各種固化劑的不斷出現(xiàn),使

30、水 玻璃漿液性能不斷改良.但在應用水玻璃是應注意以下兒點： 漿液凝膠后能釋放一定量的鈉離子,它雖無毒,但對地下水有污染. 由于硅膠具有粘塑性質(zhì),注漿后承受長期荷載時,其強度有所降低.因此,當 用水玻璃類漿液加固沙土時,應充分考慮加固體的蠕變性質(zhì). 酸性水玻璃漿液在含水量較高的土質(zhì)中適用時,PH值容易受到地下水稀釋的 影響,其結(jié)果是較難把握準確的凝膠時間.26. 說明有機注漿材料的主要特點.P1421丙烯酰胺類漿液：漿液粘度小,與水接近,具有良好的可注性；凝 膠時間可新婚卻的限制在兒秒至兒十分鐘之間；凝膠體抗?jié)B性好；凝膠體抗 壓強度較低,僅適用于防滲注漿；丙凝漿液及凝膠體耐久性較差,且具有一定

31、的毒性；價格較貴,材料來源也較少；與鐵質(zhì)易起化學作用,有腐蝕性.2木質(zhì)素類漿液：鋸木素漿液：固化劑是重洛酸鈉,毒性較大,難以 大規(guī)模使用；硫木素漿液：過硫酸讓完全代替重銘酸鈉,低毒、無毒,是一種 很有開展前途的注漿材料.3聚氨酯類漿液：漿液注入地層后與水發(fā)生反響生成聚氨酯泡沫體,起 加固地基和防滲堵水作用.4服醛樹脂類漿液：具有水溶性、強度高但較脆、材料來源豐富、 價格廉價等優(yōu)點,但其強度變化較大,質(zhì)量不夠穩(wěn)定,不能長期存放,且必須在 酸性介質(zhì)中固化,對設(shè)備有腐蝕,對人體不平安.因此,其適用范圍受到了限 制.5其他有機類注漿材料：環(huán)氧樹脂類漿液、糠醛樹脂類漿液、甲凝漿 液、丙強漿液、聚醛樹脂類

32、漿液.27. 如何選擇適宜的注漿材料.28說明巖土壓密注漿和劈裂注漿的概念及關(guān)系.壓密注漿是通過漿泡擠壓相鄰土體到達加固的目的,而劈裂注漿那么是通過漿脈來 擠壓和加固臨近土體.關(guān)系：在壓密注漿過程中,必須采用稠漿快速注入方法.然而在實際工程中,經(jīng) 常發(fā)生稠漿堵塞輸漿管現(xiàn)象.當采用稀漿沖洗時,會出現(xiàn)注漿壓力忽然下降現(xiàn) 象,壓密注漿已轉(zhuǎn)化為劈裂注漿.然而,在劈裂注漿過程中,土體一旦開裂,即 使將稀漿改用稠漿,劈裂注漿也不會轉(zhuǎn)化為壓密注漿.壓密注漿的注漿壓力對 土體產(chǎn)生擠壓作用,只使?jié){體周圍土體發(fā)生塑性變形,遠區(qū)土體發(fā)生彈性變形, 而不是使土體發(fā)生水力劈裂,這是壓密注漿與劈裂注漿的根本區(qū)別之點.29

33、.說明裂隙巖體水泥注漿的流動機理.P1591水泥漿液的流動沉積特性：在靜止狀態(tài)和層流狀態(tài),水泥沉淀速度最 快,過渡態(tài)次之,紊流最慢.一般在鉆孔附近呈紊流狀態(tài),遠離鉆孔為層流狀 態(tài).因此,水泥漿在層流段沉積.2水泥注漿的充填過程：從沉積點開始,水泥顆粒將陸續(xù)地從漿液中被 別離出來,在巖縫中形成一個不斷加厚的“脊背,逐步縮小脊背的寬度.3水泥漿液在巖體裂隙內(nèi)的沉積排水機理：水將水泥顆粒載運到預定的 地點后,多余的水分就應排除,排除方式：固結(jié)排水論和流動沉積理論.30說明注漿加固設(shè)計的主要程序及需要確定的主要參數(shù).程序：注漿工程調(diào)查、注漿加固試驗、注漿加固參數(shù)設(shè)計參數(shù)：注漿加固范圍、注漿量、注漿壓力

34、、注漿孔距31. 說明高壓噴射注漿技術(shù)的特點及適用條件.1特點： 高噴法是利用高速水流強制性地破壞土體形成固結(jié)體,在覆蓋層中一般不存 在可注性問題； 由于高速射流被限制在土體破碎范圍內(nèi),因此,漿液不易流失,能保證預期 的加固范圍和限制固結(jié)體的形狀； 改變注漿材料和施工方法,可以使土體到達不同的強度或抗?jié)B性能的要求； 高噴法通常采用水泥漿液,不會造成環(huán)境和地下水的污染,且耐久性較好； 能在鉆孔中任何一段內(nèi)施工,也可以在孔底或中部噴射,此外,也可以水平 方向噴射和傾斜方向噴射施工； 施工噪音較小,單管和二管法施工較簡單方便.2適用條件：主要適用于軟弱土層,如第四紀沖擊層、殘積層及人工填土等. 對于

35、砂類土、粘性土、黃土和淤泥等都能用高壓噴射注漿法加固,此種方法解決 了小顆粒土不易注漿加固的難題.32. 說明地下工程圍巖穩(wěn)定性分析中普氏理論與太沙基理論的異同點.P25-261普氏壓力拱理論：認為,對于松散體圍巖的矩形或梯形巷道在頂板發(fā)生 冒落后,頂板局部會出現(xiàn)拋物線形狀的平衡拱.因此,支護所需要支撐的巖石就 是冒落拱內(nèi)的巖石重量.確定冒落拱的位置和大小,就可以確定支撐的作用.2太沙基理論：假設(shè)：在矩形巷道頂部沿巷道兩幫出現(xiàn)滑動滑動界 面,一直到地表.根據(jù)滑動體的重力與滑動界面的阻力建立平衡方程.3異同點：普氏理論沒有考慮地表界面問題,因此,這是深埋問題,且普 氏理論的結(jié)果和埋深沒有關(guān)系.太

36、沙基公式討論了地表附加荷載的影響,它可以 用在淺埋情況也可以用于深埋.當討論的埋深足夠深時,太沙基公式和普氏 公式是一致的.三、論述題1. 闡述巖土錨固技術(shù)的現(xiàn)狀、存在的問題及開展趨勢.1開展概況： 對錨固機理的熟悉：傳統(tǒng)支撐式結(jié)構(gòu)一錨桿支護是一種內(nèi)部加固圍巖的支護結(jié) 構(gòu)； 標準化工作：制定了各種錨桿施工和設(shè)計標準； 錨桿錨固力顯著提升：高強速凝粘結(jié)技術(shù)； 高強錨桿桿體材料應用：木、竹錨桿等低強度材料一高強鋼筋、鋼絲等高性能 材料； 施工機具的完善與進步：大功率、全套性施工設(shè)備； 預應力錨桿的應用 錨桿與其它支護形式的結(jié)合2錨固技術(shù)存在的問題與開展趨勢： 錨固機理的熟悉亟待提升：目前的技術(shù)標準

37、主要是經(jīng)驗性的,設(shè)計和施工還有 許多盲目性； 錨固理論的研究應充分強調(diào)與實踐相結(jié)合：施工過程對施工效果的影響的研究 兒乎空白； 保證施工質(zhì)量：在施工質(zhì)量上一方面涉及工程事故問題,另一方面當出現(xiàn)問題 時甚至還難以分清是質(zhì)量問題還是設(shè)計問題； 監(jiān)測反響作用的發(fā)揮：施工和治理人員的理論水平偏低,對檢測的熟悉缺乏, 且缺少正確的知道方法.總之,錨固技術(shù)還有許多提升的空間,它在巖土工程中的應用范圍和地位也會隨 著錨固技術(shù)水平的提升而不斷地擴大和開展.2. 簡述巖石錨桿支護的主要作用原理,并對不同支護原理進行分析評價.1傳統(tǒng)的巷隧道錨桿支護原理： 懸吊理論：認為是通過錨桿將巷道周圍的破碎巖石懸吊在更深部比

38、擬穩(wěn)定的 巖石上,從而使軟弱巖層穩(wěn)定.破碎巖石 組合梁理論：當頂板巖石是層狀分布時,頂板巖石就像假設(shè)干層梁一樣,錨桿 可以把分層的梁組合成單根梁.層狀頂板巖石 減跨理論：由于錨桿的作用,跨度為L的頂板巖梁成為n+1跨的連續(xù) 梁,既減小跨度,也優(yōu)化了梁結(jié)構(gòu).層狀頂板巖石 組合拱理論：對于拱形斷面巷道,通過錨桿的預緊力作用,在錨桿的兩端將 形成壓縮的錐形體,當錨桿布置在拱形巷道周圍并且尺寸適宜時,這些錐形體將 相互重疊而形成拱形壓縮帶稱為壓縮拱,此壓縮拱可以承受外面?zhèn)鱽淼暮?載.評價：上述理論分析相比照擬簡單,但只反映了錨桿作用的外表和直觀現(xiàn)象, 缺乏內(nèi)在原因的分析.主要表現(xiàn)在： 以巖梁或巖石拱承載,另有外載荷作用的分析方法,是基于將承載體和施力