单层井壁接茬注浆堵漏技术研究

发布时间：2020-04-15 19:17

【摘要】：针对单层井壁在壁后注浆阶段混凝土接茬处漏浆现象严重,无法获得良好的注浆堵水效果的问题,采用数值模拟计算与物理实验相结合的研究方法,提出一种在井壁浇筑阶段预埋可膨胀空心胶管,通过液力使其膨胀与混凝土面充分接触,在井壁接茬面获得连续的环向密封面,使浆液难以泄漏至井壁内侧、达到改善注浆效果的目的。首先,通过数值计算研究,验证了水平接茬缝封水实验中,胶管在内压力和浆液压力共同作用下可实现完全的密封,并且密封面最大接触应力值主要与胶管内压有关,胶管壁厚和裂隙间距影响较小。在直缝概念性实验里采用薄膜压力传感器测量胶管与钢密封面间接触应力,直观地反应出胶管密封能力的大小,注浆结束后进行的注清水检验注浆质量环节也满足了设计要求。其次,为模拟实际工程应用时的状态,进行混凝土接茬面密封性能数值模拟以及物理实验研究,验证了可膨胀胶管在混凝土密封槽中的实现密封的可行性。研究表明,在注浆过程中使用可膨胀胶管可有效地封堵浆液,胶管内压、胶管壁厚可选择较小的数值,因为在胶管内压、壁厚一定的情况下,胶管的密封能力会随着注浆压力的增加而变强,其最大接触应力值会始终大于注浆压力值,这也是O型密封圈实现密封功能的前提。
【图文】：

示意图,课题研究,示意图

这对于节约施工成本、提高注浆效率、保证接茬堵水性而言是一个很有意义的课题（图1-1）。a) 模型图 b) 受力简图图 1-1 课题研究整体示意图Figure 1-1The general purpose of the subject国内外研究现状(Overseas and Domestic Research Status)1.2.1 单层井壁接茬密闭性研究现状在地下工程中，新、老混凝土的接茬缝往往是渗漏水的主要通道之一，也是一个力学弱面。谢慧才，高作平，李庚英[11]认为，新老混凝土界面出现裂缝的一个重要原因就是，新老混凝土存在着较大的收缩差，即旧混凝土的收缩已大体完成，而新混凝土的收缩则刚开始，因此新混凝土的收缩必将在结合面上造成剪切或拉伸，从而出现由于垂直于界面的拉应力过大产生的界面张开破坏和平行于界面的剪应力过大产生的沿界面滑动剪切破坏，或者由于上述两因素都有的破坏形式。刘运明[12]在对钢筋混凝土梁、板等构件下部进行修补时，研究得出，由于新混凝土中的泌水和气泡在上移过程中被老混凝土阻隔而积聚在老混凝土下表面，不仅使界面附近新3

计算模型,容差,盖板

c) 整体模型网格划分图 d) 胶管网格划分图图 2-1 计算模型图Figure 2-1 Calculation Model边界条件(Boundary Conditions)1) 在上盖板上施加 X 轴方向约束，约束为 UX=0；2) 在上盖板上施加 Y 轴方向约束，因考虑形密封圈的初始变形，故其轴负方需要按照相应计算方案得出 UY；3) 盖板刚体不转动，在该刚体上施加全约束，即 ALL DOF=0。接触问题(Contact Settings)胶圈安装后会和钢槽之间有一个面接触，加压膨胀使二者之间接触更加紧密。择扩展拉格朗日算法，该算法是基于罚函数法的接触刚度实现接触协调，一旦达到件则会检查侵入容差，若存在侵入大于侵入容差，则修正接触刚度继续迭代，直到入容差。模型网格划分后，在两个有接触可能的界面上的节点之间建立接触单元，，O 形密封圈与钢板之间的接触应力。在选择目标面与接触面时，总是以刚度大的材
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD265.4

【参考文献】