導語

            

為了探究漿液擴散路徑迂曲度對盾構隧道管片注漿效果的影響，以冪律漿液為對象，建立了考慮擴散路徑迂曲度的盾構隧道管片注漿滲透擴散模型。

一

迂曲度

迂曲度是描述流體在多孔介質中流動路徑曲折程度的參數，它反映了流體實際流動路徑長度與直線距離之間的比率。這個概念在多孔介質的流體動力學研究中非常重要，因為它影響著流體的滲透率、電導率和熱導率等物理性質。在實際應用中，如巖土工程和醫學領域，迂曲度用于評估漿液在地下或生物組織中的擴散效率，進而影響工程設計和治療效果。

漿液在多孔介質中流動示意圖

二

工程背景

1. 控制地面沉降：在盾構施工過程中，由于盾尾與管片之間存在一定的空隙，如果不及時填充，可能會導致地面沉降，影響地面建筑物和地下設施的安全。

2. 防止漏水：通過注漿，可以有效防止地下水和泥漿滲入管片內部，從而保護隧道結構不受水害影響，確保隧道的防水性能。

3. 均勻土壓力作用：注漿可以使得土壓力均勻作用于管片上，避免因土壓力不均導致的管片變形或損壞，提高隧道的整體穩定性。

4. 早期穩定管片：注漿可以加速管片的早期穩定，減少隧道施工過程中的風險，提高施工效率。

5. 提高隧道抗滲性：注漿材料通常具有良好的防水性能，可以有效提高隧道的抗滲性，防止水害對隧道結構的長期影響。

6. 防止管片上浮或下沉：在盾構施工中，由于地質條件和施工技術的差異，可能會導致管片上浮或下沉，壁后注漿可以有效防止這種情況的發生，確保隧道結構的穩定性。

7. 提高隧道質量：通過注漿，可以提高隧道的整體質量，減少后期維護成本，延長隧道的使用壽命。

三

數值模擬結果

01

原始土體孔隙率分布圖

被注介質孔隙率的不均勻分布是導致漿液不均勻擴散的主要影響因素。

02

漿液擴散形態

03

迂曲度影響

考慮迂曲度與不考慮迂曲度的擴散半徑對比