全-强风化花岗岩富水地层注浆加固机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51709158
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In underground engineering, the disasters such as water or mud inrush, instability and collapse have been easily caused by the fully-strongly weathered granite in water-rich stratum. The grouting is an effective technique for disaster controlling and reinforcement of the above geological conditions. Owing to the large geological difference of fully-strongly weathered granite in water-rich stratum, there are in urgent need to improve or enrich the grouting reinforcement theory with large amounts of related researches and effective data. The theoretical analyses, laboratory experiments, numerical simulations, modeling tests and in-situ tests are adopted to perform this research, meanwhile, the emphasis of this research are the in-depth studies for grouting reinforcement theory of fully-strongly weathered granite in water-rich stratum. The effects of geological characteristics and grouting parameters et al. on the spatial distribution of slurry gels and morphological characteristics are studied, and the main affecting factors and threshold values for the grouting modes conversion can be determined. The influencing mechanism of grouting on the mechanical performance of hardened stone body are revealed based on the bonding characteristics, microstructures and composition variation during the grouting process. The destruction condition and critical criterion of the consolidation body will be investigated under different geological environments, the mechanical analysis models will be constructed, the discrete element programs for grouting and mechanical analysis will be realized, and the reinforcement effects of grouting will be quantitatively evaluated, which will eventually provide effective guidance for the grouting engineering. The above research results effectively improve and enrich the grouting reinforcement mechanism of fully-strongly weathered granite in water-rich stratum, and it is of great significance for grouting theory and disaster controlling practice in the similar strata.
地下工程中全-强风化花岗岩富水地层极易失稳破坏、诱发突水突泥等地质灾害,注浆作为一种有效技术手段广泛应用于该类地层的加固治理,由于全-强风化花岗岩富水地层地质特性差异大,急需大量资料对相应注浆加固理论进行完善。本项目拟采用室内实验、理论分析、模拟实验、数值模拟和现场实验相结合的方法,对全-强风化花岗岩富水地层注浆加固机理展开深入研究。通过研究地质条件、注浆参数等因素对浆液凝胶体空间分布及形态特征的作用规律,确定注浆加固模式转换的主控影响及其阀值;基于注浆前后固结体胶结特征及化学变化,从微观结构与组成变化角度揭示注浆对固结体宏观力学性能的作用机制。研究固结体在不同地质环境下破坏条件及临界判据,构建相应力学分析模型并实现离散元程序化,实现注浆加固效果的量化评价,并用于指导工程实践。上述研究成果补充完善了全-强风化花岗岩富水地层注浆加固理论,对类似地层的注浆治理具有重大理论与实践意义。

结项摘要

全风化花岗岩具有“风化作用强烈、含砂量高,胶结性差,遇水极易软化崩解”等鲜明特征,当隧道建设遇到全风化花岗岩时极易诱发突水突泥等地质灾害。注浆作为控制全风化花岗岩地层突水突泥的有效手段,受被注介质特殊的物理力学特性的影响,呈现出不同的扩散模式及加固机制,亟需系统深入的研究。.本项目针对工程中危险性较高的全风化花岗岩地层,采用室内试验对其物理力学特性行了系统研究,界定了全风化花岗岩地层的特征属性;探讨了全风化花岗岩地层的浆液扩散加固模式,黏土矿物含量影响浆液扩散加固模式,随着黏土矿物含量的不断增大,全风化花岗岩地层注浆扩散加固模式划分为渗透扩散注浆模式、强渗透-低劈裂扩散注浆模式、强劈裂-低渗透扩散注浆模式、劈裂扩散注浆模式;基于全风化花岗岩注浆模拟试验,研究浆液性质、注浆压力对其扩散模式及注浆加固体强度特征的影响机制,单双液浆在地层中均以劈裂扩散为主,但水泥浆液呈直线式和放射式两种,其主控因素为水灰比,而水泥-水玻璃浆液的扩散模式主要为放射式和网络式,扩散模式则受水灰比和注浆压力双因素影响。两种浆液均提高加固体抗压强度、抗崩解性,根据对加固效果的作用关系可将水灰比分为注浆压力作用区(水灰比0.8-1.13)和水泥-水玻璃浆液优势区(水灰比1.13-1.5),水泥浆液多适用于深部高压加固区,C-S浆液多适用于浅部低压加固区。最后依托广西均昌隧道突水突泥注浆治理工程开展了大量的现场试验,验证了该方法的实用性和高效性。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Performance and Microstructure of Alkali-Activated Red Mud-Based Grouting Materials Under Class F Fly Ash Amendment
F级粉煤灰修正下碱激发赤泥基灌浆材料的性能和微观结构
  • DOI:
    10.1007/s40098-020-00438-y
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Indian Geotechnical Journal
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Chunjin Lin;Wenjie Dai;Zhaofeng Li;Fei Sha
  • 通讯作者:
    Fei Sha
水溶性植物胶改性水泥–水玻璃封堵材料试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李召峰;高益凡;张健;齐延海;王衍升;刘 超
  • 通讯作者:
    刘 超
Hydration effect of sodium silicate on cement slurry doped with xanthan
水玻璃对掺黄原胶水泥浆的水化作用
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2019.07.327
  • 发表时间:
    2019-10-30
  • 期刊:
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Qi Yanhan;Li Shucai;Li Haiyan
  • 通讯作者:
    Li Haiyan
不同粒径组合对煤矸石基充填材料性能的影响
  • DOI:
    10.19614/j.cnki.jsks.202001009
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    金属矿山
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张庆松;李恒天;李召峰;张健
  • 通讯作者:
    张健
Investigation the synergistic effects in quaternary binder containing red mud, blast furnace slag, steel slag and flue gas desulfurization gypsum based on artificial neural networks
基于人工神经网络研究赤泥、高炉矿渣、钢渣和烟气脱硫石膏四元粘结剂的协同效应
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2020.122972
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Jian Zhang;Shucai Li;Zhaofeng Li
  • 通讯作者:
    Zhaofeng Li

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其他文献

全风化花岗岩加固特性注浆模拟试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王凯;李术才;杨磊;张庆松;李召峰;袁敬强
  • 通讯作者:
    袁敬强
运营期渗漏水隧道注浆材料适用性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林春金;李召峰;刘斌;白继文
  • 通讯作者:
    白继文
岩溶隧道突水突泥防突评判方法及其工程应用
  • DOI:
    10.11817/j.issn.1672
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄鑫;林鹏;许振浩;李术才;潘东东;高斌;李召峰
  • 通讯作者:
    李召峰
砂土介质注浆渗透扩散试验与加固机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沙飞;李术才;林春金;刘人太;张庆松;杨磊;李召峰
  • 通讯作者:
    李召峰
富水砂层高效注浆材料试验与应用研究
  • DOI:
    10.13722/j.cnki.jrme.2018.1477
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沙飞;李术才;刘人太;张庆松;李召峰;刘浩杰
  • 通讯作者:
    刘浩杰

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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