巖土加固技術復習

1、中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院巖土加固技術復習思考題一、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 ：是采用錨桿或以錨桿為主，結合其他方法，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的總稱。2. 注漿 ：又稱為灌漿，是利用壓力降能固化的漿液通過鉆孔注入巖土孔隙或構筑物的裂隙中，使巖土體或構筑物的物理力學性能得到改善的一種方法。滲透注漿：是使?jié){液滲透擴散到土粒間的孔隙中，凝固后達到土體加固和止水的目的。壓密注漿：是注入極稠

2、的漿液，形成球形或圓柱體漿泡，壓密周圍土體，使土體產生塑性變形，但不使土體產生劈裂破壞。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 ：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，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 ：通過對錨索體的張拉，形成對周圍材料的壓力作用以提高巖土體抗破壞能力；同時，當巖土體有可能出現(xiàn)拉應力時被這部分壓力作用所抵消，可以減少巖土體內的拉應力的

3、一種支護技術。6. 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： 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部分，在開挖前對這部分圍巖進行支護，預防其在在開挖時的冒落或塌落的支護技術。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和錨固成一個整體，從而顯著提高圍巖的自承載能力。管棚式超前支護技術: 管棚法是沿開挖輪廓周線，鉆設與隧道軸線平行的鉆孔， 而后插入不同直徑的鋼管，并向管內注漿，固結管周邊的圍巖，并在預定的范圍內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、 水泥漿或樹脂固結體

4、產生張拉力作用。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體的壓力實現(xiàn)預應力，從而產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 ：在抗滑樁頂使用預應力錨索施加與位移相反的反向力控制樁頂位移，使抗滑樁的受力更合理，大幅度減少樁身內力、樁的橫截面及埋深的技術。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，最大粒徑約等于10微米，比表面積在 8000cm2/g以上。無機注漿材料： 包括單液水泥類、水泥水玻

5、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、木質素類、脲醛樹脂類、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： 利用工程鉆機鉆孔至設計處理的深度后，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，向周圍土體高壓噴射固化漿液，同時鉆桿以一定的速度邊旋轉邊提升，高壓射流使一定范圍內的土體結構破壞，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體。12. 深樁與淺樁 ：

6、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材料的剪切應力提供。端頭錨固 ：錨桿受拉對巖石產生約束作用。14. 預應力損失： 由于預應力混凝土生產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25mm、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、漿三種介質的三重注漿管。二、簡答1 簡要介紹巖土注漿技術的應用范圍。注漿法在土木工程的各個領域中

7、， 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幾個方面：建筑物地基的加固一一提高地基承載力，提高樁基承載力；土坡穩(wěn)定件加固提高土體抗滑能力；擋土墻后土體的加固一一增加土的抗剪能力，減小土壓力；已有建筑混凝土裂縫缺陷的修補一一混凝土構筑物補強；壩基的加固及防滲一一提高巖土體密實度，改善其力學性能，減小透水性，增強抗?jié)B能力；地下構筑物的止水及加固一一增強土體的抗剪能力，減小透水性；井巷工程中的加固及止水改善巷道圍巖的物理力學特性；裂隙巖體的止水和破碎巖體的補強提高巖體整體性；動力基礎的抗震加固提高地基土抗震能力。2 說明邊坡工程穩(wěn)定性分析方法與步驟

8、。方法 ：穩(wěn)定性安全系數(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 說明巖土支擋結構的穩(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、 巖體結構、 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構穩(wěn)定性計算的關鍵淺埋樁：認為埋入端頭是固定鉸接。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)定安全系數(shù)的方法。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

9、動力之比；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發(fā)展狀況。P30錨桿支護材料主要有桿體、固結機構或粘結材料、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。國內煤礦還采用經濟的竹、木錨桿。 （單向左旋無縱筋螺紋鋼）粘結材料 ：水泥質粘結材料和樹脂類粘結材料。4 簡要介紹錨桿支護的最大水平應力理論。 P40（ 1）最大水平應力理論的基本觀點：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

10、直和斜交。以平行狀況為最佳（ 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，由于最大水平應力基本沿層理方向，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認識和分析：最大水平應力理論反映了地應力測量的基本情況。世界實測統(tǒng)計結果是：豎直應力基本符合重力值，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

11、應力轉向水平的情況。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

12、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。最后設計錨桿的具體細節(jié)。對于 基坑或邊坡 工程：邊坡工程的設計計算首先要確定可能的滑動面位置，然后比較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，巖石性質參數(shù)、地應力參數(shù)、巷道幾何參數(shù)7說明錨注加固結構概念及其支護機理。錨噴和注漿的聯(lián)合。支護機理：采用內注漿錨桿注漿，可以利用漿液封堵圍巖裂隙，隔絕空氣，防止圍巖風化，且能防止圍巖被水浸濕而降低圍巖的本身強度；注漿

13、后漿液將松散破碎的 圍巖膠結成整體，提高了巖體強度 ，實現(xiàn)利用圍巖本身作為支護結構的一部分；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，避免出現(xiàn) 應力集中點而首先破壞；利用內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構 ，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 了支護結構的 有 效承載范圍 ， 提高 了支護結構的 整體性和承載能力 ；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，又能把荷載傳遞到底板；同時由于組合拱厚度的加大，又能減小

14、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 提高了錨桿的錨固力和可靠性，保證了支護結構的穩(wěn)定；且內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，提高了支護結構的整體性；注漿使得支護結構的 斷面尺寸加大 ，這樣圍巖作用在支護結構上的荷載所產生的彎矩減小， 降低了支護結構中產生的拉應力和壓應力。 因此， 支護結構 能承受更大的荷載，從而提高了支護結構的承載能力，擴大了支護結構的適應性。8說明土釘支護的組成及

15、其作用。土釘支護結構包括土體內的桿體 （ 土釘 ） 、面層結構和排防水系統(tǒng)三部分組成。土釘 在整個復合結構中扮演主要角色，它可以增加復合體的抗拉、抗剪能力，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， 一旦局部一個或幾個土釘達到了極限狀態(tài)，則推力可以通過面層轉移到其余土釘上去，限制坡面膨脹和局部塌落，保持坡面的完整性，起護坡作用，如防止降雨的沖刷等。土釘加固常常要求配設排水設施 ，以避免地表水的滲流造成對噴混凝土的動水壓力，或因為在土釘加固區(qū)域內形成飽和土而降低土體強度與土和土釘?shù)慕Y合力。9說明土釘支護加固的基本原理。土釘加固后可提高土體強度土

16、釘和面層結構形成新的擋墻結構， 可以提供更高的承載能力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 土釘施工幾乎和土坑開挖同步進行布置比較密集輔有面板結構 適應性強，適用面寬施工工藝簡單，對土層擾動小，成本低11說明土釘加固結構的破壞形式。加固體內的整體失穩(wěn)破壞加固體外失穩(wěn)破壞局部破壞面層超量變形12說明土釘加固設計與驗算的基本內容。（ 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）土釘加固體內部穩(wěn)定性驗算最危險滑動面滑動驗算；土釘自身強度驗算；面板（噴混凝土）強度驗算。（ 3）土釘加固結構設計的主要參

17、數(shù)確定需要采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、直徑和其它結構內容；設計噴射混凝土和網(wǎng)或其它面板結構以及坡頂防護；其它防護（水）措施。13簡要說明土釘施工順序。土釘?shù)氖┕ろ樞? 挖坡到設計的階段高度， 噴混凝土覆蓋開挖坡面， 鉆孔并安設土釘，根據(jù)土釘要求進行注漿，掛網(wǎng)，再噴混凝土到設計厚度，繼續(xù)下挖重復上述工序并到設計深度。因此，土釘墻的施工包括以下幾個方面：工作面的開挖鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層安設土釘 土釘及其防腐邊坡表面處理 量測和檢測14 說明預應力錨索按錨固部分的受力狀態(tài)可劃分為幾種類型， 并說明其主要特點。

18、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：結構簡單，造價低。施工簡單，全長粘結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體的張拉作用實現(xiàn)錨固，因此容易在自由段與粘結段界面出現(xiàn)應力集中使錨索與固結材料發(fā)生開裂， 甚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體的壓力實現(xiàn)預應力，從而產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。這種結構可以一次完成全部長度的灌漿。載荷分散型錨索：對于一些裂隙發(fā)育或土

19、質松軟的地層非常有利，可以避免固結體以及巖土體強度不足而造成的破裂，同時，還可以減小加固范圍內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：因為要施加高預應力 ，所以錨索在全長范圍內要區(qū)分錨固段和自由段。錨索承受的 載荷 （ 預應力 ） 更大 （ 達幾萬干牛 ） ，因此，錨索體通常采用高強高

20、性能材料，同時對錨固力的要求也更大、更可靠，一般錨固段采用較長段（ 弱的巖石中，要求2m以上，土中不超過10 m）的固結，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） ；錨索加固工程的服務壽命也相對較長，因此，在錨索結構中要求考慮錨索的 防腐蝕 問題。為了向巖土體內傳遞比較高的載荷作用，在錨頭部位一般設有專門的墩座。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能對中就位， 因此，在錨索上設有對中支架。由于錨索施工規(guī)模相對比較大，預應力和承載力高，預應力施加要求嚴格，因此 施工機具和施工質量要求要有比較可靠的保證。16 說明預應力錨索作用的基本原理及

21、主要破壞形式。基本原理： 通過對錨索體的張拉，形成對周圍材料（巖土體或地層）的壓力作用以提高巖土體（包括可能出現(xiàn)的滑動面上）抗破壞能力；同時，當巖土體有可能出現(xiàn)拉應力時被這部分壓力作用所抵消，可以減少巖土體內的拉應力。因此，巖土體處于預應力作用狀態(tài)將大大提高巖土體的強度值。破壞形式：錨索體與注漿固結體之間的剪切或拉伸破壞。主要指錨索與固結體之間因為粘結強 度不夠，或者粘結界面處應力過于集中面造成的。注漿固結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，使固結體與地層界面發(fā)生脫離，并經常是伴隨有巖土體局部破碎和塌落。這種破壞要考慮巖土的抗剪強度。地層在預應力或地層

22、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，巖土地層的抗拉拔能力不足而形成的拔出漏斗式破壞。體材料的斷裂破壞。索體斷裂情況比較復雜。大致可能分為兩種情況，一種是錨索材料強度不足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的應力不協(xié)調，從而造成錨索在工作過程中發(fā)生斷裂破壞。固結漿體在錨索的拉力或壓力作用下破壞。因錨固段固結漿體的強度低，或是因為在后續(xù)的地層壓力作用下引起較高應力集中，從而使固結漿體形成拉或壓破裂。巖土體的整體破壞。由

23、于整體支護能力不夠，出現(xiàn)錨索群的破壞，使巖土體在較大范圍內失穩(wěn)。17說明預應力錨索設計的基本內容與方法 。 P83錨索設計的 基本內容 有: 錨固力大小和預應力值， 固結長度和錨索整體長度（錨固深度與錨索自由段長度） ，索體材料的確定及其構成和相應的截面積、錨頭設計等。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計方法，根據(jù)地層滑動的最小穩(wěn)定性系數(shù)，比較所需要的穩(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 基本程序 包括：造孔、編束、錨索安裝、注漿固結、張拉

24、、錨頭固結和防護等。對鉆孔的質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，則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。錨索安設的主要質量問題是應保持錨索在錨孔中的平直、均勻，特別是在自由段和固結段之間不應有嚴重的彎曲。注漿漿液性質的基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、涂有機質涂料、改變周圍介質性能等，而永久性防護則以水泥封灌為主口。19說明預應力錨索支護結

25、構預應力損失的原因。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： 材質變化 （銹蝕） 、 環(huán)境因素 （溫度、 介質受震動或沖擊） 、 載荷因素 （外荷載變化、盈應力調整）等20說明超前錨桿和小導管注漿技術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。對結構頂部處于亞粘土、粉細砂、中粗砂等地質松軟、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)小導管的施工設計和開挖斷面的中線，對拱頂外輪廓線中心高程和支距進行布孔放樣，并以插釬作為標記控制小導管的間

26、距。b. 成孔。首先架設方向架，確定打孔方向、位置和仰角，然后依據(jù)不同地質條件，采用不同成孔設備打孔：一般砂層可用20 mn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?？追较蛞箜樦保坏脧澢退椎?。c. 插管。安設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 58cm厚度，對管尾周圍應加強封閉。21說明管棚式支護適用條件及設計要求。 P97管棚超前支護特別 適用于 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

27、路、鐵路下方修建隧道的輔助工法；作為在地中及地下結構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、盾構基地防護等。管棚施工 設計步驟 是結合地層和結構外形情況先確定布置外形，計算承受總壓力，設計管棚長度，然后結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的適用條件及技術特點。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，采用抗滑樁技術來加固邊坡，實現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定。技術特點：抗滑樁技術具有抗滑能力強，開挖和混凝土工程量小，且不會惡化原有的地質條件，樁位設置靈活，對

28、保證工程質量，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；(2) 凝膠時間可以在幾秒至數(shù)小時范圍內任意調整，并能準確控制；(3) 穩(wěn)定性好，在常溫、常壓下較長時間存放不改變其基本性質，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) 漿液對注漿設備、管路、混凝土結構物等無腐蝕性，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力；(7) 結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

29、能好；(8) 材料來源豐富，價格便宜；(9) 配制方便，操作簡單。24說明水泥類漿液的主要特點和發(fā)展趨勢。特點： 水泥漿材結石體強度高， 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寬度大于的空隙或裂隙中，因此，使用上受到一定限制。發(fā)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、高性能的改進型漿材。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)，使水玻璃漿液性能不斷改進。但在應用水玻璃是應注意以下幾點：漿液凝膠后

30、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，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。酸性水玻璃漿液在含水量較高的土質中適用時，PH值容易受到地下水稀釋的影響，其結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。 P142（1）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控制在幾秒至幾十分鐘之間； 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， 且具有一定的毒性； 價格較貴， 材料來源也較少；與鐵質易起化學作用，有腐蝕性。（

31、2）木質素類漿液：銘木素漿液：固化劑是重銘酸鈉，毒性較大，難以大規(guī)模使 用；硫木素漿液：過硫酸錢完全代替重銘酸鈉，低毒、無毒，是一種很有發(fā)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)生反應生成聚氨酯泡沫體， 起加固地基和防滲堵水作用。（ 4） 脲醛樹脂類漿液 ：具有水溶性、強度高（但較脆） 、材料來源豐富、價格便宜等優(yōu)點， 但其強度變化較大， 質量不夠穩(wěn)定， 不能長期存放， 且必須在酸性介質中固化，對設備有腐蝕，對人體不安全。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、聚醛樹脂類漿液。27如何選擇合適的注漿材

32、料。28說明巖土壓密注漿和劈裂注漿的概念及關系。壓密注漿 是通過漿泡擠壓相鄰土體達到加固的目的，而劈裂注漿 則是通過漿脈來擠壓和加固臨近土體。關系 ：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)注漿壓力突然下降現(xiàn)象，壓密注漿已轉化為劈裂注漿。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，劈裂注漿也不會轉化為壓密注漿。 （壓密注漿的注漿壓力對土體產生擠壓作用，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說明裂隙巖體水泥注漿的流動機理

33、。P159（ 1）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)地從漿液中被分離出來，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：固結排水論和流動沉積理論。30說明注漿加固設計的主要程序及需要確定的主要參數(shù)。程序：注漿工程調查、注漿加固試驗、注漿加固參數(shù)設計參數(shù)：注漿加固范圍、注漿量、注漿壓力、注漿孔距3

34、1說明高壓噴射注漿技術的特點及適用條件。（ 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，因此，漿液不易流失，能保證預期的加固范圍和控制固結體的形狀；改變注漿材料和施工方法，可以使土體達到不同的強度或抗?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。對于砂類土

35、、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。P25-26（ 1） 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，頂板部分會出現(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：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，且普氏理論的結果和埋

36、深沒有關系。太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闡述巖土錨固技術的現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢。1） 發(fā)展概況 ：對錨固機理的認識：傳統(tǒng)支撐式結構-錨桿支護是一種內部加固圍巖的支護結構;規(guī)范化工作：制定了各種錨桿施工和設計規(guī)范；錨桿錨固力顯著提高：高強速凝粘結技術；高強錨桿桿體材料應用：木、竹錨桿等低強度材料-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、全套性施工設備；預應力錨桿的應用錨桿與其它支護形式的結合（ 2）錨固技術存在的問題與發(fā)展趨勢：錨固機理的認識亟待提高：目前的技術

37、標準主要是經驗性的，設計和施工還有許多盲目性；錨固理論的研究應充分強調與實踐相結合：施工過程對施工效果的影響的研究幾乎空白；保證施工質量：在施工質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量問題還是設計問題；監(jiān)測反饋作用的發(fā)揮：施工和管理人員的理論水平偏低，對檢測的認識不足，且缺少正確的知道方法?？傊?，錨固技術還有許多提高的空間，它在巖土工程中的應用范圍和地位也會隨著錨固技術水平的提高而不斷地擴大和發(fā)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較穩(wěn)

38、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，頂板巖石就像若干層梁一樣，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)化了梁結構。 （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合適時，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)鱽淼暮奢d。評價 ：上述理論分析相對比較簡單，但只反映了錨桿作用的表面和直觀現(xiàn)象，缺乏內在原因的分析。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體分開的認識。實際上，巖石的兩個作用是同時存在的， 既是承載體，