喷射灌浆现场强度和刚度数据的统计解释

文摘   2024-12-16 22:11   安徽  
摘要:喷射灌浆技术是土壤加固最广泛使用的方法之一,用于使土壤适合承受结构传递的力或挖掘后应力的重新分布。然而,处理结果受多种因素影响,包括处理类型、土壤类型、土壤的原始应力状态、机器操作参数以及水灰比。特别是,处理材料的强度和刚度对于为特定情况设计干预措施非常有用。由于最终强度和刚度值的不确定性,几乎总是需要进行测试场地。但测试场地的设计和随后的干预设计需要一些关于预期强度和弹性模量的初步信息。对科学和技术文献进行了深入分析,从而选择了大量案例。对于每个案例,记录了处理类型、土壤类型、单轴抗压强度(UCS)和弹性模量(E)值。可以确定每种分析土壤类型和两种研究喷射灌浆技术的平均UCS值和E/UCS比率的趋势。除了平均值外,还确定了以平均值为中心的变异区间,能够包含样本中90%的数据。获得的图表代表了使用喷射灌浆技术初步估计处理土壤强度和刚度的有用工具。

1. 引言 (Introduction)

- 背景:文章讨论了地下工程中预防性加固干预的需求,特别是在城市地区保护建筑物时。传统的地下工程加固技术包括灌浆和临时冻结,而喷射灌浆技术因其成本效益和安全性而受到青睐。

- 喷射灌浆技术:介绍了喷射灌浆技术的基本原理,包括其对土壤的改良效果,以及影响处理结果的因素,如土壤类型、处理类型、土壤原始应力状态、机器操作参数和水灰比。

2. 喷射灌浆技术 (Jet Grouting Technique)

- 技术历史:喷射灌浆技术起源于日本,用于土壤改良,通过小直径喷嘴将高速流体注入地下,与土壤混合形成圆柱形的土壤-水泥柱。

- 技术分类:详细介绍了单流体、双流体和三流体喷射灌浆系统的工作原理和操作参数,以及它们在不同土壤类型中的应用。

3. 喷射灌浆数据 (Data on Jet Grouting Considering UCS and E-modulus)

- 数据收集:分析了多个来源的现场测试数据,收集了109个数据点,包括单流体和双流体喷射灌浆在不同土壤类型(如粉土、砂土、粘土等)中的单轴抗压强度(UCS)和弹性模量(E)值。

- 数据分析:讨论了喷射灌浆材料的UCS和E值的变化,以及它们与土壤类型和喷射灌浆技术的关系。

4. 数据统计分析 (Statistical Analysis of the Data)

- 数据分布:使用Anderson-Darling正态性检验来测试数据集的正态分布。

- 数据方差和中位数(或均值):分析了数据的方差和中位数(或均值),以了解不同数据集之间的差异。

- 置信区间和力学参数预测:基于土壤类型和喷射灌浆方法,开发了UCS和E/UCS比率的置信区间,并预测了这两个力学参数。

5. 结论 (Conclusions)

- 技术效果:喷射灌浆技术在改善土壤力学特性方面取得了成功,但由于影响处理结果的因素众多,存在对处理后土壤的最终力学参数(尤其是UCS和弹性模量)的不确定性。

- 数据分析:通过对大量技术文献中的数据进行统计分析,可以为不同土壤类型和喷射灌浆技术提供UCS和E/UCS比率的变化趋势,以及包含90%样本数据的变化区间。

- 实际应用:这些图表为设计现场测试和正确的土壤改良干预提供了初步估计,有助于在特定土壤类型中评估干预效果。

参考文献
Spagnoli G, Oreste P. Statistical Interpretation of Jet Grouting Field Data Regarding Its Strength and Stiffness. Geotech Geol Eng. 2025;43:44. https://doi.org/10.1007/s10706-024-03008-8

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