基于滲濾效應(yīng)的水泥漿液多孔介質(zhì)注漿機(jī)理及其工程應(yīng)用.pdf

1、注漿技術(shù)是巖土工程中一門專業(yè)性很強(qiáng)的學(xué)術(shù)分支，通過注漿材料的充填和膠結(jié)作用實(shí)現(xiàn)對(duì)受注地層的加固和堵水目的，改善其水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件，廣泛應(yīng)用于隧道、礦山、水電站等地下工程的特殊地質(zhì)災(zāi)害治理，并取得了良好的治理效果。伴隨著注漿技術(shù)的廣泛應(yīng)用，注漿理論、施工技術(shù)和注漿材料的研究和應(yīng)用迅速發(fā)展，注漿材料的種類日趨多樣化，性能也千差萬別。其中水泥類漿液是指以水泥為主體的注漿材料，主要包括普通水泥漿液、水泥-水玻璃漿液和水泥基高聚物改性漿液等

2、，由于價(jià)格低廉、環(huán)保無毒等優(yōu)點(diǎn)仍然被廣泛采用。
　　普通水泥漿液，屬于顆粒型漿液，本文針對(duì)水泥漿液多孔介質(zhì)滲透研究較少的滲濾效應(yīng)展開研究，主要研究其在滲透擴(kuò)散過程中的深層滲濾(deep bed filtration)現(xiàn)象針對(duì)水泥類漿液首先分析了水泥漿液在多孔介質(zhì)中的可注性，重點(diǎn)分析了水泥漿液顆粒的表層滲濾現(xiàn)象和介質(zhì)內(nèi)部深層滲濾現(xiàn)象。開展了漿液顆粒表層滲濾試驗(yàn)，研究了多孔介質(zhì)孔隙直徑、漿液水灰比和注漿壓力三個(gè)因素對(duì)水泥漿液的表層滲濾

3、的影響，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，通過回歸分析得到了恒壓注漿時(shí)注漿量與多孔介質(zhì)孔隙直徑、漿液濃度和注漿壓力之間的函數(shù)關(guān)系;選取混合粒徑的砂樣開展了一維長(zhǎng)柱型滲透試驗(yàn)，研究了考慮深層滲濾效應(yīng)時(shí)注漿過程中的滲流壓力的時(shí)變規(guī)律，分析了深層滲濾效應(yīng)對(duì)注漿效果的影響，推導(dǎo)了多孔介質(zhì)注漿深層滲濾理論，采用兩個(gè)假設(shè)，F(xiàn)(σ)=1和漿液濃度c為常數(shù)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)注漿過程中的壓力變化進(jìn)行了理論分析，通過對(duì)比分析驗(yàn)證了兩個(gè)假設(shè)的合理性。在此滲濾效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上，將

4、可注性劃分為三個(gè)階段，分析了不同階段內(nèi)漿液顆粒的滲濾效應(yīng)對(duì)注漿機(jī)理的影響。
　　研發(fā)了三維注漿模型試驗(yàn)架，開展了水泥漿液的砂體注漿滲透試驗(yàn)，通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)注漿過程中的滲流壓力和土壓力進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，獲得了兩個(gè)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。注漿結(jié)束后通過清除模型填充體分析了漿液在砂層內(nèi)的注漿擴(kuò)散特征，對(duì)不同位置處的注漿結(jié)石體進(jìn)行取芯并測(cè)試了其抗壓強(qiáng)度，得到了抗壓強(qiáng)度在水平面上的分布規(guī)律。
　　結(jié)合中梁山隧道角礫巖破碎帶高壓大流量涌水治理工