盾构隧道壁后注浆——浆液扩散理论

本书通过理论分析与推导，构建了不同浆液及地层特性下的浆液充填、渗透、压密等扩散模型，建立了盾构隧道壁后注浆浆液扩散的理论体系；结合浆液扩散理论及工程应用实践，提出了盾构隧道壁后注浆的设计方法。本书介绍的相关研究成果可缩小盾构隧道壁后注浆理论研究与工程实践之间的差距，促进盾构隧道壁后注浆工程实践的科学化及规范化开展。
本书可为岩土隧道工程领域从事设计、施工、管理、科学研究等工作的人员提供参考，也可供高等院校岩土工程等相关专业师生阅读。

前言
第1章 绪论 1
1.1 盾构隧道的发展 1
1.2 盾构分类 6
1.2.1 按断面形状分类 6
1.2.2 按直径分类 7
1.2.3 按开挖面与作业室之间隔板的构造分类 7
1.3 盾构壁后注浆 8
1.3.1 注浆位置 10
1.3.2 注浆时机 11
1.3.3 注浆作用 12
参考文献 13
第2章 壁后注浆材料及浆液固化机理 15
2.1 壁后注浆材料 15
2.1.1 浆液特性要求 15
2.1.2 浆液分类 16
2.1.3 国内注浆材料发展 19
2.2 浆液固化机理 19
2.2.1 单液浆的固化机理 19
2.2.2 双液浆的固化机理 20
2.3 浆液流变特征 20
2.3.1 单浆液的流变特征 20
2.3.2 双浆液的流变特征 25
2.4 浆液扩散形式及影响因素 25
2.4.1 浆液扩散形式 25
2.4.2 浆液扩散影响因素 28
参考文献 30
第3章 充填扩散 32
3.1 单液浆环形充填扩散模型 32
3.1.1 扩散机理分析 32
3.1.2 模型推导 33
3.1.3 实例分析 38
3.2 单液浆扇形充填扩散模型 43
3.2.1 扩散机理分析 43
3.2.2 模型推导 43
3.2.3 实例分析 46
3.2.4 环形与扇形充填扩散模型对比 47
3.3 双液浆充填扩散模型 48
3.3.1 扩散机理分析 48
3.3.2 模型推导 51
3.3.3 实例分析 54
参考文献 55
第4章 渗透扩散 57
4.1 牛顿流体渗透扩散模型 57
4.1.1 浆液的流变方程 57
4.1.2 基本模型推导 58
4.1.3 考虑驱替效应的模型推导 80
4.2 宾厄姆流体渗透扩散模型 102
4.2.1 浆液的流变方程 102
4.2.2 基本模型推导 102
4.2.3 考虑驱替效应的模型推导 111
4.3 幂律流体浆液渗透扩散模型 127
4.3.1 浆液的流变方程 127
4.3.2 考虑驱替效应的模型推导 127
参考文献 137
第5章 压密扩散 139
5.1 球形压密模型 139
5.1.1 模型推导 139
5.1.2 参数确定及适用范围 144
5.1.3 实例分析 146
5.2 柱形压密模型 149
5.2.1 模型推导 149
5.2.2 模型应用的讨论 155
5.2.3 实例分析 156
参考文献 157
第6章 考虑浆液-土体颗粒特性的扩散模型 158
6.1 考虑筛滤效应的扩散模型 158
6.1.1 筛滤效应 158
6.1.2 滤饼沉积扩散模型 159
6.1.3 半球形滤饼充填模型 167
6.2 考虑渗滤效应的扩散模型 173
6.2.1 渗滤效应 173
6.2.2 渗滤扩散模型 174
6.3 考虑压滤效应的扩散模型 202
6.3.1 压滤效应 202
6.3.2 球形孔压滤扩散模型 203
6.3.3 柱形孔压滤扩散模型 210
参考文献 215
第7章 壁后注浆设计 216
7.1 注浆材料的选择 216
7.1.1 不同施工地层浆液的选用情况 216
7.1.2 单液浆浆液配合比的选定 219
7.1.3 单液浆浆液配合比与性能之间的关系 221
7.2 注浆压力的设计 236
7.2.1 临界注浆压力计算 237
7.2.2 实例分析 242
7.2.3 最优注浆压力确定 245
7.3 注浆量估算 246
7.3.1 函数关系式 247
7.3.2 盾构和管片的位置关系估算注浆量 248
7.4 浆体固结强度及耐久性 250
7.4.1 浆体固结强度 250
7.4.2 浆体耐久性 252
7.5 浆液注入效果评价方法 253
7.5.1 注浆模型试验系统 253
7.5.2 注浆浆液扩散试验 256
7.5.3 试验结果处理与分析 258
参考文献 264