注浆对岩体稳定性的提升程度难以用单一确切数值量化,会因岩体初始状态、注浆参数、地质环境等因素而有所不同,不过可从强度提升、变形控制、抗渗性增强几个关键方面,结合具体场景与试验数据来分析其提升效果:
强度提升
单轴抗压强度:在一些破碎岩体注浆加固工程中,注浆前岩体的单轴抗压强度可能只有5 -
10MPa。通过合理选择注浆材料(如超细水泥基注浆材料)和注浆工艺(如高压劈裂注浆),注浆后岩体的单轴抗压强度可提升至15 -
30MPa,提升幅度可达100% -
200%。例如,某矿山巷道围岩注浆加固项目,注浆前巷道周边破碎岩体的单轴抗压强度平均为8MPa,注浆后通过室内岩石试件试验测得单轴抗压强度平均达到22MPa,强度显著提高,有效增强了岩体的承载能力。
抗剪强度:注浆能增加岩体颗粒间的粘结力和摩擦力,从而提高岩体的抗剪强度。以含软弱夹层的岩体为例,注浆前软弱夹层的抗剪强度指标(内摩擦角φ和粘聚力c)较低,内摩擦角可能只有15°
- 20°,粘聚力可能小于0.1MPa。注浆后,软弱夹层的抗剪强度指标明显改善,内摩擦角可提高到25° - 35°,粘聚力可提升至0.2 -
0.5MPa。在一个水电站坝基软弱夹层注浆处理工程中,注浆前软弱夹层的抗剪断强度参数为φ=18∘,c=0.08MPa,注浆后通过现场直剪试验测得φ=30∘,c=0.35MPa,大大提高了坝基的稳定性。
变形控制
弹性模量:注浆可以改善岩体的结构,提高岩体的弹性模量,减少岩体在受力时的变形。在一些软弱岩体中,注浆前岩体的弹性模量可能只有1
- 5GPa。注浆后,岩体的弹性模量可提高到5 -
15GPa。例如,某隧道穿越软弱围岩地段,注浆前围岩的弹性模量平均为3GPa,在隧道开挖过程中变形较大。注浆加固后,通过现场变形监测和室内试验分析,围岩的弹性模量平均提高到8GPa,隧道的变形量明显减小,保证了隧道施工和运营的安全。
变形量:通过注浆加固,岩体的变形量可显著降低。以一个边坡工程为例,注浆前边坡在自重和外部荷载作用下,最大位移可达数十厘米,存在滑坡风险。注浆后,边坡的稳定性得到增强,最大位移减小到几厘米以内。具体来说,在某公路边坡注浆治理项目中,注浆前通过数值模拟和现场监测,预测边坡在暴雨等不利工况下的最大位移为30cm。注浆加固后,经过实际监测,边坡在相同工况下的最大位移仅为5cm,有效控制了边坡的变形。
抗渗性增强