高密度电法检测岩溶路基注浆效果模型试验研究

摘要

岩溶路基的加固治理通常采用注浆法，但由于注浆工程的隐蔽性和复杂性，注浆后必须对加固效果进行检测。高密度电法是一种被广泛使用的检测方法，但由于各种复杂的地质因素对测试影响的研究不够深入，导致测试结果的解释工作存在一定的不确定性，尤其是地下水的存在和各种地质构造。为了在注浆检测中更有效地使用高密度电法，必须要确定地下水和各种地质构造对其检测结果的影响规律。
　　本文采用模型试验和数值模拟相结合的方法，进行正演研究。模型试验以南广铁路岩溶路基注浆效果检测为背景，采用大小为50cm×50cm×5cm的砂岩板错位搭建一个300cm×50cm×50cm的实体模型，在模型中构建溶洞、破碎带和裂隙岩体三种地质构造，将模型搭建在尺寸为500cm×100cm×70cm的水槽中，建立一种可变地下水位的岩溶路基室内模型，由人工进行注浆，采用高密度电法仪和微型电极进行检测，以此对不同地下水条件下不同地质构造注浆效果检测进行正演分析。同时，选择一种地质模型，采用ANSYS有限元软件对注浆前后的试验过程进行数值模拟，对比分析模拟结果与试验结果，确保所得结论准确可靠。
　　试验结果表明，当注浆前后均无地下水时，高密度电法能有效地检测出注浆质量，在注浆前后均有地下水和注浆前有地下水注浆后无地下水两种环境下，当注浆质量较高时，高密度电法能够检测出注浆质量。当注浆前无地下水注浆后有地下水时，高密度电法不适合检测注浆效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 拟解决的关键问题

1．3．4 研究方法

1．3．5 技术路线

1．4 课题的创新性

第2章 模型试验设计

2．1 试验原理分析

2．2 试验材料的选取及物性参数测试

2．2．1 试验材料的选取及测试准备

2．2．2 试件物理参数测量方法过程及结果

2．3 模型设计

2．3．1 模型尺寸的确定

2．3．2 模型搭建及试验材料处理

2．3．3 模型中异常地电体设计

2．3．4 试验模型中地下水设计

2．3．5 注浆设计

2．4 模型试验工况设计及测试内容

2．5 试验方法及仪器设备选取和设计

2．5．1 试验方法及仪器的选取

2．5．2 模型测量方法选取分析

第3章 试验结果及分析

3．1 凝固时间对试验结果影响及分析

3．2 注浆前后均无地下水时试验结果及分析

3．2．1 溶洞模型的试验结果及分析

3．2．2 破碎带模型的试验结果及分析

3．2．3 裂隙岩体模型的试验结果及分析

3．2．4 现场试验结果对比验证

3．2．5 小结

3．3 注浆前后均有地下水时试验结果及分析

3．3．1 溶洞模型的试验结果及分析

3．3．2 破碎带模型的试验结果及分析

3．3．3 裂隙岩体模型的试验结果及分析

3．3．4 现场试验结果对比验证

3．3．5 小结

3．4 注浆前后地下水条件改变时试验结果及分析

3．4．1 溶洞模型的试验结果及分析

3．4．2 破碎带模型的试验结果及分析

3．4．3 裂隙岩体模型的试验结果及分析

3．4．4 现场试验结果对比验证

3．4．5 小结

第4章 数值模拟对比分析

4．1 ANSYS在电法模拟中的应用

4．1．1 数值模拟理论基础

4．1．2 ANSYS有限元网格划分

4．1．3 ANSYS模拟电测深法的优点和不足

4．2 模型设计

4．2．1 模型参数设计

4．2．2 模型大小及研究内容

4．2．3 电测深测试参数

4．2．4 高密度电法在ANSYS模拟中的命令流

4．3 溶洞模型的数值模拟结果及分析

4．3．1 无地下水未注浆工况下的模拟结果

4．3．2 无地下水注浆后工况下的模拟结果

4．3．3 有地下水未注浆工况下的模拟结果

4．3．4 有地下水注浆后工况下的模拟结果

4．4 模拟结果与试验结果的对比分析

4．4．1 无地下水未注浆工况下试验与模拟的对比分析

4．4．2 无地下水注浆后工况下试验与模拟的对比分析

4．4．3 有地下水未注浆工况下试验与模拟的对比分析

4．4．4 有地下水注浆后工况下试验与模拟的对比分析

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研成果