第1章 绪论 1
1.1研究的目的和意义 1
1.2国内外研究现状 3
1.2.1地表变形的因素分析 3
1.2.2地表变形的监测技术 5
1.2.3地表变形的防范措施 6
1.3本书的主要研究内容 8
第2章 施工中地表变形研究 9
2.1环状空间 9
2.2扩孔钻头速度 10
2.3水平孔内钻井液压力 13
2.4深度与直径 13
2.5扩孔钻头的类型 16
2.6地层属性 17
2.7钻井液特性 17
2.8基于层次分析法对影响地表变形的因素进行分析 27
2.9影响因素的数值模拟分析 33
2.9.1水平孔半径 33
2.9.2水平孔深度 38
2.9.3钻井液压力 42
2.9.4土体弹性模量 46
2.9.5土体泊松比 50
2.9.6土体内摩擦角 55
2.9.7土体内聚力 58
2.9.8地层密度 60
2.9.9地层孔隙率 63
2.9.10钻井液的体积模量 66
2.9.11地层剪胀角 69
第3章 竣工后地表变形研究 72
3.1地层损失引起的地表变形 72
3.2扰动土体再固结引起的地表变形 73
3.3工后地表变形损害形式 73
3.3.1地表均匀沉降的损害 74
3.3.2地表倾斜的损害 74
3.3.3地表曲率的损害 74
3.3.4地表水平变形的损害 75
3.4单元开挖引起的地表变形 76
3.5水平定向钻进铺管引起的工后地表变形预测模型 78
3.5.1均匀收敛工后地表变形预测模型 78
3.5.2非均匀收敛工后地表变形预测模型 82
3.6工后地表变形计算参数的确定 83
3.7工后地表变形规律分析 84
3.7.1沉降分析 84
3.7.2水平位移分析 89
3.7.3水平变形分析 93
3.7.4地表倾斜分析 98
3.7.5地表曲率分析 102
3.8沿水平定向钻孔轨迹地表变形 107
3.8.1地表沉降 107
3.8.2水平位移 109
3.8.3水平变形 110
3.8.4地表倾斜 111
3.8.5地表曲率 113
第4章 现场应用研究 115
4.1顾唐路穿越工程 115
4.1.1工程概况及地表沉降监测点布置 115
4.1.2监测结果分析 116
4.2杨高中路穿越工程 118
4.2.1工程概况及地表沉降监测点布置 118
4.2.2监测结果分析 119
4.3基于实测沉降数据的曲线拟合预测 121
4.3.1双曲线拟合法 121
4.3.2指数曲线拟合法 122
4.3.3曲线拟合预测结果 122
4.4郑州某通信管线穿越工程 124
4.4.1工程概况 124
4.4.2数值计算分析 125
4.4.3监测结果分析 125
第5章 地表变形防控技术研究 129
5.1不同类型地层防地表变形溢浆钻井液体系 129
5.1.1松散胶结性地层 129
5.1.2水敏性地层 130
5.1.3溶蚀性地层 130
5.1.4漏失性地层 131
5.2钻井液优化设计软件 132
5.3现场应用 133
5.4甲酰胺化学灌浆材料实验研究 134
5.5水平注浆坐封模拟实验研究 143
第6章 渗透注浆试验模拟 147
6.1试验装置 147
6.2试验地层选择 150
6.3试验设计 151
6.4基于均匀设计法的试验设计 154
6.5试验过程 157
6.6试验结果及分析 158
6.7孔壁稳定性弹性力学分析 160
6.8孔壁稳定性判断 163
6.9孔壁稳定的弹塑性力学分析 165
参考文献 170