[发明专利]一种动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法

权利要求书

1.一种动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：包括，

S1：对地质进行勘探，获取水文地质基础数据；

S2：基于所述基础数据，确定膨胀材料及浸水膨胀速度；

S3：基于膨胀材料单位时间注入速度、膨胀材料的浸水膨胀速度和水流速，确定上游注入孔和场地上边界的相对位置S，并基于所述上边界位置设置安全距离，根据膨胀材料的膨胀速率及最终膨胀体积，确定侧边界和下游注入孔位置；

S4：对基于S3确定的上游注入孔位置进行钻孔并加入膨胀性材料，待封堵区域S封堵完成后，对下游注入孔位置进行钻孔并加入膨胀材料；

S5：在确定膨胀材料对岩溶孔洞连通区完全封堵后，对待处理场地进行注浆钻孔处理。

2.如权利要求1所述的动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：S1中的所述水文地质基础数据包括地下动水流速、流向以及溶洞的大小和分布，并测得地下水的最大深度。

3.如权利要求2所述的动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：所述上边界的相对位置S的计算公式为：

其中，S表示在t₀时间内膨胀材料颗粒运动的距离，t₀为膨胀材料颗粒沉入水底所需要时间，v_t为膨胀材料颗粒在t时刻的横向速度。

4.如权利要求3所述的动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：所述膨胀材料颗粒在t时刻的横向速度v_t的计算公式为：

其中，v₀为水流速度，a_横为膨胀性颗粒在水中的横向加速度，t表示时间即某一时刻，k表示水的粘滞力系数，ρ_球表示膨胀材料颗粒密度，膨胀材料颗粒膨胀速率为v₁，初始直径为d₁，a_横的计算公式为：

式中，F为膨胀材料颗粒在水中的阻力，m为膨胀材料颗粒的质量，v₀表示出管时水流速度，v₁表示膨胀速率，根据斯托克斯定律可知：

F＝6πkv₀·R＝3πkv₀v₁td₁。

5.如权利要求4所述的动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：所述沉入水底所需要时间t₀，通过膨胀性颗粒沉入水底时的平衡方程进行计算，所述平衡方程为：

膨胀颗粒材料注入管出口时的竖向速度为：

其中，h为溶洞中最大水深，a_竖为膨胀性颗粒在水中下沉的加速度，v_z为入管时初速度，所述膨胀性颗粒在水中下沉的加速度的计算公式为：

式中，V_t表示在t时刻时膨胀性颗粒体积，V_t＝v₁tV₁，V₁为膨胀性颗粒初体积。

6.如权利要求5所述的动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：所述侧边界和下游注入孔位置的计算公式为：

L＝v_zt_R·v₁t₀d₁

其中，L为场地侧边界及地下水下游注入孔距离最长位置，膨胀性颗粒首次注入所需时间为t_R，在单位时间内注入颗粒数量为v_zt_R。

7.如权利要求1-6任一所述的动水条件下岩溶建筑地基复合加固方法，其特征在于：对所述封堵区域的监测为基于对地下水流速的监控，完成对上游地下水的封堵的标准为上游地下水流速为0。