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水泥浆液在裂隙岩体中的流动沉积机理研究

张玉侠  
【摘要】: 由于复杂的地层条件和注浆施工的隐蔽性,致使注浆理论的研究落后于工程实践。本文在查阅大量国内外文献和模拟试验的基础上,结合国家外专局批准的中俄国际合作研究项目“水泥注浆加固岩体的机理分析与试验研究”和青岛市建设基金项目“青岛市地下工程强风化岩体锚注法与支护堵水技术研究”,对水泥浆液在岩体裂隙中的流动规律进行了研究,并对二次注浆工艺参数进行了实验和理论研究。主要表现在以下两个方面: 第一,研究了水泥颗粒开始沉积时浆液的最小流动速度、裂隙中水泥颗粒沉积分布规律与排水方式等,提出了临界速度值(最小流动速度)以及浆液流动通道形成的起点至注浆孔的距离的计算公式,进一步揭示了水泥浆液在岩体裂隙中的流动沉积机理。分析了水泥浆液的流变性和渗透性,为了确定各注浆参数之间的关系,建立了浆液扩散模型,对工程实践具有一定的指导意义。最后又对水泥注浆充填加固的密实性进行了研究。 第二,在研究岩体变形对注浆影响的基础上,对二次注浆工艺参数进行了理论和试验研究。在以常量法向裂隙中注入不稳定浆液后,提出了裂隙剩余开度的表达式,分析了二次注浆对它的影响,并建立了各注浆参数之间的关系。采用较高的注浆压力使岩体裂隙产生适当的扩张,停止注浆则裂隙壁产生回弹,裂隙回弹产生大面积的法向应力,加速浆液的排水固结,使浆液结石与岩石结合得更紧,对提高注浆效果和岩体加固可靠性有着十分重要的意义。最后对合理选择裂隙岩体注浆方法的判据进行了研究。


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