【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路修复，尤其涉及运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法。
技术介绍
1、运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其主要是基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型。现有注浆液扩散半径的计算方法往往是凭经验得到，如《公路路面基层注浆加固技术指南》(dbjt45/t 030—2021)，缺乏科学性。还有一些注浆液扩散半径的计算方法是通过假设浆液为达西流态得到的。但是道路基层的渗透性介于土石之间，属于低渗透介质，浆液的在基层中的扩散因符合非达西流态。因此，现有的道路劣化基层注浆液扩散半径计算方法不符合实际情况，导致难以准确掌握注浆液扩散半径，造成道路劣化基层注浆处治效果不佳或材料浪费。
2、注浆技术是一种有效处治运营道路劣化基层的非开挖技术，然而由于道路基层属于隐蔽结构，在非开挖处治场景下，注浆技术存在一定的盲目性，注浆效果难以准确把握，造成了很多道路劣化基层注浆项目处治效果不佳。注浆液扩散半径是注浆技术的一个极为关键的指标，施工人员往往根据注浆液扩散半径实施注浆项目。如果注浆液扩散半径确定不当可能会出现两种情况：一、注浆液未完全覆盖需处治区域，导致注浆效果不佳；二、浆液扩散范围太大，造成注浆材料的浪费。因此，注浆液扩散半径需尽可能的准确。现有注浆液扩散半径的计算方法往往是凭经验得到，如《公路路面基层注浆加固技术指南》(dbjt45/t030—2021)，缺乏科学性。还有一些注浆液扩散半径的计算方法是通过假设浆液为达西流态得到的。但是道路基层的渗透性介于土石之间，属于低渗透介质，浆液的在基层中的扩散因
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，解决
技术介绍
中提到的技术问题。基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，通过采集道路劣化基层数据和注浆数据即可较为精准的计算出固定注浆时间下的注浆液非达西扩散半径，为工程人员科学注浆加固道路劣化基层提供技术支撑。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，通过采集道路劣化基层数据和注浆数据，基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型输出数据涵盖与注浆时间t相关的注浆扩散半径r(t)，计算出固定注浆时间下的注浆液非达西扩散半径。
4、进一步地，基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型输入参数涵盖注浆参数：注浆管半径r0，注浆压力pg，浆液密度ρg，浆液的动力粘度μg和浆液的压缩系数cg；道路基层参数：基层注浆深度h，基层的渗透性β，基层的孔隙率基层的压缩系数cs，基层初始水压力p0，与渗流相关的基层经验系数m。
5、进一步地，基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型的控制方程如下：
6、
7、其中ct＝cs+cg；
8、对于注浆初始时刻，即t＝0时刻，p(r,t)服从以下初始条件：
9、p(r,0)＝p0 (25)
10、浆液从注浆管中注入道路基层，在注浆过程中，注浆压力保持恒定对于注浆管半径处，即r＝r0，p(r,t)服从以下边界条件：
11、p(r＝r0,t)＝pg (26)
12、在浆液在基层传输过程中，浆液前缘的注浆压力有如下具体关系：
13、p(r＝r(t),t)＝p0 (27)
14、
15、上式(1)～(5)共同构成基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型的数学模型。
16、进一步地，通过求解上式(1)～(5)即可获得基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，具体过程为：
17、构造一个新的函数，如下所示
18、
19、将式(6)带入基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型的数学模型，即式(1)～(5)，可得到如下5个方程式：
20、
21、p(η＝0)＝p0 (31)
22、p(η＝η0)＝pg (32)
23、p(η＝ηr)＝p0 (33)
24、
25、其中和
26、设置dp/dη＝p，对式(7)进行降阶处理，如下：
27、
28、上式为伯努利形式方程，其通解为：
29、
30、将上式(11)带入式(13)可以确定式(13)中的c为：
31、
32、因此，重新写出式(13)，如下：
33、
34、进一步处理上式(15)，改写如下：
35、
36、其中，
37、上式(9)～(10)对应的改写如下：
38、
39、将式(16)进行积分后与式(18)结合，得到以下方程：
40、
41、再将式(17)带入式(19)进一步得到：
42、
43、将式(20)重新排列，得到ηr的值为：
44、
45、通过组合式(6)、式(21)，可以推到出浆液在道路劣化基层的非达西扩散半径r(t)为：
46、
47、令式(22)中t等于注浆设定的时间t，即可获得运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，如下式所示：
48、
49、进一步地，计算出固定注浆时间下的注浆液非达西扩散半径的具体过程为：
50、(1)利用如matlab编程软件将得运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算过程编为程序，
51、(2)确定注浆参数，包括注浆管半径r0，注浆压力pg，浆液密度ρg，浆液的动力粘度μg和浆液的压缩系数cg；
52、(3)确定道路劣化基层相关信息，包括基层注浆深度h，基层的渗透性β，基层的孔隙率基层的压缩系数cs，基层初始水压力p0，与渗流相关的基层经验系数m；
53、(4)确定注浆时间t，可以设置若干个注浆时间t得出对应下的注浆液非达西扩散半径r(t)进行选用；
54、(5)将(2)～(4)带入(1)中即可获得对应注浆时间t下的运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径r(t)。
55、如果注浆液扩散半径确定不当可能会出现两种情况：一、注浆液未完全覆盖需处治区域，导致注浆效果不佳；二、浆液扩散范围太大，造成注浆材料的浪费。因此，注浆液扩散半径需尽可能的准确。现有注浆液扩散半径的计算方法往往是凭经验得到，缺乏科学性。还有一些注浆液扩散半径的计算方法是通过假设浆液为达西流态得到的。但是道路基层的渗透性介于土石之间，属于低渗透介质，浆液的在基层中的扩散因符合非达西流态。
56、本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
57、(1)本专利技术基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，通过采集道路劣化基层数据和注浆数据即可较为精本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其特征在于：基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，通过采集道路劣化基层数据和注浆数据，基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型输出数据涵盖与注浆时间t相关的注浆扩散半径R(t)，计算出固定注浆时间下的注浆液非达西扩散半径。
2.根据权利要求1所述的运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其特征在于：基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型输入参数涵盖注浆参数：注浆管半径r0，注浆压力pg，浆液密度ρg，浆液的动力粘度μg和浆液的压缩系数cg；道路基层参数：基层注浆深度H，基层的渗透性β，基层的孔隙率基层的压缩系数cs，基层初始水压力p0，与渗流相关的基层经验系数m。
3.根据权利要求2所述的运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其特征在于：基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型的控制方程如下：
4.根据权利要求3所述的运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其特征在于：通过求解上式(1)～(5)即可获得基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，具体过程为：
5.根据权利要求1所
...【技术特征摘要】
1.运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其特征在于：基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型，通过采集道路劣化基层数据和注浆数据，基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型输出数据涵盖与注浆时间t相关的注浆扩散半径r(t)，计算出固定注浆时间下的注浆液非达西扩散半径。
2.根据权利要求1所述的运营道路劣化基层注浆液非达西扩散半径计算方法，其特征在于：基于道路劣化基层注浆液非达西扩散模型输入参数涵盖注浆参数：注浆管半径r0，注浆压力pg，浆液密度ρg，浆液的动力粘度μg和浆液的压缩系数cg；道路基层参数：基层注浆深度h，基层的渗透性β，基层...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈德强，骆俊晖，畅振超，莫鹏，盘柱，
申请(专利权)人：广西北投交通养护科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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