[发明专利]一种花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的预测方法

说明书

本发明公开了一种花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的预测方法，属于岩石工程技术领域。本发明通过测量需加固的松散碎石土层的密度ρ、含水量ω与比重G_S，并计算出松散碎石土层的孔隙度φ；根据松散碎石土层的密度ρ、含水量ω、比重G_S和孔隙度φ选用注浆花管，测量所选用注浆花管侧边注浆孔间的孔距，计算出平均孔距l；根据所设计注浆压力p、注浆流体水灰比w、注浆时间t和注浆结石体超声波波速公式v＝2170.0381p^0.0353w^‑0.3446l^‑0.0477t^0.1185n^0.0808计算出花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速v。本发明方法技术可靠，简单易行，可作为采用花管注浆技术加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速设计与预测的理论依据，能为注浆工程实践提供理论支撑。

技术领域

本发明涉及一种花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的预测方法，属于岩石工程技术领域。

背景技术

碎石土地层在我国发育极其广泛，几乎每个省份都可见其分布；随着社会经济的快速发展，目前大量的基础设施建设项目在碎石土地层中建设或运营生产。然而，在这些基础设施建设项目的建设或运营生产过程中，会诱发各类工程地质灾害，如，滑坡、崩塌、泥石流、涌水与突泥等，不仅会严重影响工程建设施工和运营期安全，而且会造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失。

大量的工程实践表明：注浆技术，尤其是花管注浆技术，已成为解决当前碎石土地层中面临的各类工程领域岩土问题首选的有效技术手段；已在建筑、公路、铁路、地铁、矿山、隧道、水电与军事等工程领域得到了非常广泛地应用。

目前，在注浆实践工程上常采用超声波波速来检测现场注浆效果质量。由于注浆流体在被注岩土体中的扩散过程极其隐蔽且复杂，导致目前还不可能在施工过程中对注浆效果进行监测；而如何有效、快速且较准确地检测现场注浆效果的好坏，不仅是注浆实践工程中一道极其关键的工艺环节，而且对保证注浆实践工程的质量也非常重要。然而，目前国内外还未见相关的利用花管注浆技术加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的定量预测方法方面的报道与成果；因此，如何有效、快速且准确地确定花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速是注浆实践工程中急需解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术中花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的预测问题，本发明提供一种花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的预测方法，本发明能有效、快速且准确地确定花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速指标。

一种花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速的预测方法，具体步骤如下：

(1)测量需加固的松散碎石土层的密度ρ、含水量ω与比重G_S，并计算出松散碎石土层的孔隙度φ；

(2)根据步骤(1)松散碎石土层的密度ρ、含水量ω、比重G_S和孔隙度φ选用注浆花管，测量所选用注浆花管侧边注浆孔间的孔距，计算出平均孔距l；

(3)设计注浆压力p、注浆流体水灰比w与注浆时间t，根据注浆结石体超声波波速公式

v＝2170.0381p^0.0353w^-0.3446l^-0.0477t^0.1185n^0.0808

计算出花管注浆加固松散碎石土层形成的结石体超声波波速v；超声波波速v、注浆压力p、注浆时间t与注浆花管侧边注浆孔间平均孔距l的单位分别为m/s、MPa、s与cm，注浆流体水灰比w与松散碎石土层的孔隙度φ为无量纲数。

所述步骤(1)松散碎石土层的孔隙度φ的计算公式为