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砂层劈裂–压密注浆模拟试验系统研发及试验
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作者 张连震 李志鹏 +2 位作者 张庆松 李术才 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期665-674,共10页
劈裂–压密模式是砂层注浆扩散过程的主要模式之一。为研究砂层劈裂–压密注浆扩散过程,研发了一套可视化注浆模拟试验系统,该系统由模拟试验架、地应力加载模块、动态监测模块以及注浆控制模块4部分构成,可实现劈裂–压密注浆扩散过程... 劈裂–压密模式是砂层注浆扩散过程的主要模式之一。为研究砂层劈裂–压密注浆扩散过程,研发了一套可视化注浆模拟试验系统,该系统由模拟试验架、地应力加载模块、动态监测模块以及注浆控制模块4部分构成,可实现劈裂–压密注浆扩散过程的可视化模拟。以青岛地区含黏性土砂层为典型被注介质,开展了砂层劈裂–压密注浆模拟试验,揭示了注浆扩散过程中劈裂通道形态、注浆压力、应力场以及位移场随时间变化规律,获得了试验条件下的砂层劈裂–压密注浆影响范围。研究结果表明:砂层注浆起裂方向与劈裂通道扩展方向均与大主应力方向一致,浆脉厚度在浆脉扩展方向上存在明显衰减;注浆会引起与劈裂通道垂直方向的应力增加,且该应力沿劈裂通道扩展方向衰减,但注浆对平行劈裂通道扩展方向的应力没有显著影响;劈裂–压密注浆对劈裂通道两侧砂层的影响范围非常有限(20~40cm)。最后从单孔注浆量、钻孔布置方面对砂层劈裂–压密注浆设计方法提出了改进建议。 展开更多
关键词 岩土力学 砂层注浆 劈裂–压密模式 模拟试验 扩散规律
地下工程裂隙型涌水超前注浆治理方法 预览
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作者 郑卓 +1 位作者 李术才 张庆松 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期48-54,共7页
针对地下工程裂隙型涌水超前注浆问题,通过钻探获取裂隙频率信息,并采用分段压水试验的方法,对围岩的渗透系数进行了测定;采用数理统计方法对所测数据进行分析,获得其统计规律;借助于涌水量计算理论,依据设计时确定的涌水量容许值,计算... 针对地下工程裂隙型涌水超前注浆问题,通过钻探获取裂隙频率信息,并采用分段压水试验的方法,对围岩的渗透系数进行了测定;采用数理统计方法对所测数据进行分析,获得其统计规律;借助于涌水量计算理论,依据设计时确定的涌水量容许值,计算得到了所需封堵裂隙宽度的最小值,为注浆材料的选择提供依据;根据所选注浆材料分析了浆液扩散规律并确定了注浆方法与注浆参数;采用流动维度理论对注浆过程中PQT曲线进行了分析,并通过开挖检验对注浆封堵效果进行了评估.研究结果表明:拱顶与侧壁无明显渗水,涌水量小于0.01m3/h,达到了渗漏水控制标准以及注浆封堵的目标;实际开挖后的涌水量比预测值低50%,误差在合理范围内. 展开更多
关键词 裂隙岩体 注浆工程 浆液扩散 封堵机理
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考虑水泥浆液析水作用的水平裂隙注浆扩散机制研究
3
作者 王晓晨 +4 位作者 杨为民 张连震 郭焱旭 辛冬冬 薄纯杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1005-1017,共13页
水泥浆液是一种悬浊液且具有明显析水特性,浆液发生析水后,其自身黏度、密度明显变化,由此导致浆液在扩散区内黏度、密度等参数时空分布不均。为准确描述浆液发生析水后的裂隙注浆过程。简化浆液发生析水后在裂隙内的扩散运移形态,建立... 水泥浆液是一种悬浊液且具有明显析水特性,浆液发生析水后,其自身黏度、密度明显变化,由此导致浆液在扩散区内黏度、密度等参数时空分布不均。为准确描述浆液发生析水后的裂隙注浆过程。简化浆液发生析水后在裂隙内的扩散运移形态,建立恒定注浆速率条件下,考虑浆液析水作用的裂隙注浆扩散理论模型,推导浆液扩散半径表达式与浆液微元体压力梯度方程。提出考虑析水作用的裂隙注浆计算方法,基于Matlab编程实现了浆液析水率与浆液压力的时空分布计算。利用自主研发的裂隙注浆模拟试验平台,对理论模型的合理性进行验证。研究结果表明,浆液析水率随浆液扩散距离的增加呈非线性变化;随着水灰比的增加,浆液析水率在空间上的分布差距明显增大;考虑浆液析水作用计算得到的注浆压力明显大于不考虑时的计算结果,并且随着浆液水灰比的增加,考虑析水与不考虑析水作用相比,二者计算得到的注浆压力差距越大;通过对比试验测试结果与理论计算值,理论计算得到的注浆压力是试验测试值的1.2~1.5倍,所建立的理论模型能够描述考虑析水作用下水泥浆液在裂隙中的扩散过程。 展开更多
关键词 岩土工程 裂隙注浆 扩散机制 析水性 黏度空间分布不均
富水砂层高效注浆材料试验与应用研究
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作者 沙飞 李术才 +3 位作者 张庆松 李召峰 浩杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1420-1433,共14页
以硅酸盐水泥熟料与工业废渣为原材,通过粒径分布优化、活性激发等优化方法,制备新型高效超细水泥基注浆材料(EMCG)。通过室内试验,研究EMCG材料的流动性能、黏度、析水稳定性、初终凝、强度、体积稳定性等主要性能,对比分析普硅42.5水... 以硅酸盐水泥熟料与工业废渣为原材,通过粒径分布优化、活性激发等优化方法,制备新型高效超细水泥基注浆材料(EMCG)。通过室内试验,研究EMCG材料的流动性能、黏度、析水稳定性、初终凝、强度、体积稳定性等主要性能,对比分析普硅42.5水泥(OPC)、超细硅酸盐水泥(MC)、超细硫铝酸盐水泥(MSAC)及EMCG主要性能;基于XRD及SEM矿物测试,分析EMCG水化机制;通过注浆加固模拟试验,研究EMCG对富水砂层的注浆加固性能,对比分析不同注浆材料浆–岩微观加固模式;通过现场试验,研究EMCG对富水砂层封堵加固效果。研究结果表明:水灰比1.5∶1~2∶1、粉煤灰40%~50%、超塑化剂1.5%~2.0%时,浆液扩散性能最优;浆液稳定状态主控因素为材料细度与水灰比;EMCG材料强度及加固效果最优,MSAC,MC次之,OPC最差;EMCG 7 d加固体强度超过28 d强度70%;EMCG具有砂层扩散性好、泵送稳定、凝胶时间可控、体积稳定、水化活性高、高强、矿物合理、结构致密等优点;EMCG有效提高了富水砂层地层整体性与稳定性,具有显著性能优势与较好工程适用性,是一种比较好的用于地下工程富水砂层加固的注浆材料。 展开更多
关键词 地下工程 富水砂层 注浆材料 性能评估 加固机制 工程应用
恒压群孔注浆浆液压力分布理论模型与现场试验
5
作者 王洪波 张庆松 +3 位作者 亚南 衍凯 姜鹏 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期266-273,共8页
隧道初期支护渗漏水严重威胁隧道全寿命周期运营安全,渗漏水处治过程中隧道拱底破坏、拱顶效果差的不均一性是其根本难题。针对目前隧道渗漏水处治过程中存在的设备浪费、工艺复杂等问题,提出基于多孔注浆的新型群孔注浆工艺,设计能保... 隧道初期支护渗漏水严重威胁隧道全寿命周期运营安全,渗漏水处治过程中隧道拱底破坏、拱顶效果差的不均一性是其根本难题。针对目前隧道渗漏水处治过程中存在的设备浪费、工艺复杂等问题,提出基于多孔注浆的新型群孔注浆工艺,设计能保证一台注浆泵多个注浆孔同时注浆,并满足所有注浆孔孔口压力一致的恒压群孔注浆装置;考虑浆液重力因素影响,分析恒压群孔注浆浆液扩散规律,推导浆液压力变化方程,建立考虑浆液重力的浆液压力分布模型,获得浆液压力分布随隧道截面角度的变化规律;设计隧道初支壁后注浆现场试验,分析实际浆液压力与隧道截面角度的关系,并与理论计算结果进行对比,从隧道初支渗漏水注浆原理、工程特点及治理效果等方面,对其注浆设计提出相关建议。研究结果发现:基于恒压群孔注浆理论设计的群孔注浆装置可极大提高工程效率,治理区域注浆整体均匀;考虑浆液重力的浆液压力分布与现场试验结果基本吻合,恒压群孔注浆浆液压力呈现明显的椭圆形分布,拱底压力为拱顶压力的2.3倍,浆液压力分布随隧道截面角度呈对称分布,未考虑浆液重力的浆液压力分布与现场试验数据差别在-43%~33%不等,因此,注浆设计应充分考虑浆液的重力,研究结果对隧道初支渗漏水注浆理论与工艺有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 隧道工程 恒压群孔注浆 现场试验 隧道初支 重力影响
富水砂层合理注浆终压室内试验
6
作者 姜鹏 张庆松 +2 位作者 亚南 张连震 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期302-310,共9页
在富水砂层注浆加固工程中,浆脉对砂层的挤密作用对加固后的工作面稳定性和稳定时长具有控制性作用,注浆终压是形成挤密作用的关键参数,合理的注浆终压能够使注浆效果达到最佳,同时减少注浆量和地表抬升变形。选取青岛地区含黏性土砂层... 在富水砂层注浆加固工程中,浆脉对砂层的挤密作用对加固后的工作面稳定性和稳定时长具有控制性作用,注浆终压是形成挤密作用的关键参数,合理的注浆终压能够使注浆效果达到最佳,同时减少注浆量和地表抬升变形。选取青岛地区含黏性土砂层作为典型地层,采用一维排水固结压缩模拟浆脉挤密砂层过程,设计了一套测定渗透系数和稳定时长的试验装置,研究了渗透系数和稳定时长随固结压力的变化规律;并基于普氏自然平衡拱理论,验证了不同固结压力条件下砂层的稳定性。研究结果表明:当固结压力超过800 kPa时,固结压力的增加对砂层渗透系数及稳定时长的影响变得不显著;对于青岛地区标准单洞地铁隧道断面,当固结压力超过700 kPa时,可保证被挤密砂层的抗剪强度满足开挖自稳要求,因此,综合确定800 kPa为青岛地区该类富水砂层的合理注浆终压。研究成果应用于青岛地铁13号线灵-黄区间暗挖隧道富水砂层加固治理工程中,验证了理论成果的正确性,对浅埋暗挖隧道富水砂层灾害控制理论研究和工程实践具有一定指导意义。 展开更多
关键词 隧道工程 富水砂层 室内试验 注浆加固 固结压力 稳定性
软弱地层劈裂–压密注浆加固效果定量计算方法研究 被引量:1
7
作者 张连震 +1 位作者 张庆松 李术才 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1169-1184,共16页
注浆加固效果的定量计算是实现科学注浆设计的前提,为此,针对软弱地层劈裂–压密注浆模式提出一个可实现注浆加固效果定量计算的思路,在分析劈裂–压密注浆加固机制的基础上,建立注浆效果简化计算物理模型,提出注浆加固体整体性能的定... 注浆加固效果的定量计算是实现科学注浆设计的前提,为此,针对软弱地层劈裂–压密注浆模式提出一个可实现注浆加固效果定量计算的思路,在分析劈裂–压密注浆加固机制的基础上,建立注浆效果简化计算物理模型,提出注浆加固体整体性能的定量计算方法,研究劈裂–压密注浆加固体性能的各向异性及空间分布特征,并分析相关因素对注浆加固效果的影响。研究结果表明:劈裂–压密注浆加固体性能各向异性显著,平行浆脉方向的抗变形能力要优于垂直浆脉方向,但抗剪性能及抗渗性能均弱于后者,平行浆脉方向的黏聚力与渗透系数是劈裂–压密注浆效果的2个短板;压缩模量、黏聚力沿浆脉扩展方向基本呈线性衰减趋势;注浆加固体性能与注浆压力正相关,而与注浆孔间距负相关,单孔注浆量的增加会使得注浆孔附近区域内的注浆加固体性能趋于均匀。最后,结合青岛地铁2号线砂层注浆工程实例,验证了注浆加固效果定量计算方法的有效性,以期为地下工程注浆定量化研究提供一定借鉴。 展开更多
关键词 隧道工程 注浆工程 劈裂–压密模式 注浆加固效果 定量计算方法
劈裂注浆加固土体的数值模拟和试验研究 预览
8
作者 朱明听 张庆松 +2 位作者 李术才 张连震 《中南大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第5期1213-1220,共8页
针对目前有关土体劈裂注浆加固机理方面的研究,并未区分注浆挤密作用、浆脉骨架作用对于土体强度影响的问题,通过三轴压缩数值分析与室内试验研究注浆挤密作用和浆脉骨架作用对被注土体黏聚力、内摩擦角及在不同围压条件下的压缩强度及... 针对目前有关土体劈裂注浆加固机理方面的研究,并未区分注浆挤密作用、浆脉骨架作用对于土体强度影响的问题,通过三轴压缩数值分析与室内试验研究注浆挤密作用和浆脉骨架作用对被注土体黏聚力、内摩擦角及在不同围压条件下的压缩强度及变形的影响规律,获得土体劈裂注浆加固效果的主控因素。研究结果表明:浆脉嵌入土体内部,破坏了土体的完整性及非均质性,且土体与浆脉的力学性质差异性较大,当两者发生较大相对位移时,将导致显著的非协调变形;浆脉边缘存在应力集中,首先出现破坏并逐渐向土周边发展,最终相互搭接形成宏观破坏面;注浆挤密作用是提高土体强度的主控因素,限制液扩散范围,提高注浆压力,强化注浆挤密作用是保证注浆加固效果的关键。 展开更多
关键词 土体加固 注浆挤密作用 浆脉骨架作用 三轴压缩 数值分析
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基于浆液–岩体耦合效应的微裂隙岩体注浆理论研究
9
作者 张连震 张庆松 +1 位作者 李术才 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期2003-2011,共9页
在微裂隙岩体注浆工程中,浆液–岩体耦合效应对注浆扩散过程影响显著。基于宾汉流体浆液本构模型并引入两阶段裂隙变形控制方程,建立考虑浆–岩耦合效应的裂隙注浆扩散理论模型。利用质量守恒条件实现浆液扩散锋面追踪与注浆流量分配,... 在微裂隙岩体注浆工程中,浆液–岩体耦合效应对注浆扩散过程影响显著。基于宾汉流体浆液本构模型并引入两阶段裂隙变形控制方程,建立考虑浆–岩耦合效应的裂隙注浆扩散理论模型。利用质量守恒条件实现浆液扩散锋面追踪与注浆流量分配,通过试错法实现压力场与速度场的迭代求解,建立可完整描述注浆扩散过程的步进式算法。利用所创建的理论模型及步进式算法,分析浆液压力场及裂隙开度的分布规律,并从浆液扩散半径、裂隙变形所吸收的浆液量两个方面分析不同裂隙开度条件下浆–岩耦合效应对裂隙注浆扩散过程的影响程度。研究结果表明:在微裂隙岩体注浆工程中,裂隙宽度越小,浆–岩耦合效应对注浆扩散过程的影响越显著,注浆压力取代裂隙初始隙宽成为影响浆液扩散半径的主控因素。最后结合青岛地铁花岗岩微裂隙注浆工程实例验证了理论模型及步进式算法的正确性。 展开更多
关键词 裂隙岩体 注浆工程 应力耦合 步进式算法 裂隙开度
砂层渗透注浆加固效果模型试验研究 预览
10
作者 李志鹏 张连震 +3 位作者 张庆松 杨文东 楚云添 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期3488-3497,共10页
渗透注浆是煤矿井筒穿越砂层段防渗加固的重要手段之一,为研究砂层渗透注浆加固效果,研发了一套砂层渗透注浆模型试验装置,该装置具备多个试样同时注浆、不拆模测试注浆试样渗透系数等功能;以抗压强度、变形模量、渗透系数作为评价砂层... 渗透注浆是煤矿井筒穿越砂层段防渗加固的重要手段之一,为研究砂层渗透注浆加固效果,研发了一套砂层渗透注浆模型试验装置,该装置具备多个试样同时注浆、不拆模测试注浆试样渗透系数等功能;以抗压强度、变形模量、渗透系数作为评价砂层渗透注浆加固效果的性能指标,选取砂层粒径级配、黏性土含量、浆液水灰比、注浆压力4个因素作为渗透注浆效果的影响因素,开展了砂层渗透注浆加固效果正交试验,获得了影响砂层渗透注浆效果的主控因素以及不同条件下砂层注浆加固体的变形破坏特征。研究结果表明:砂层经渗透注浆加固后,3d抗压强度可达到0.5~8.5MPa,3d变形模量可达到35~750MPa,1d渗透系数可达到10^-6~10^-7cm/s数量级;浆液水灰比是控制砂层注浆加固效果的主控因素,随着浆液水灰比的增加,砂层注浆加固体抗压强度、变形模量及抗渗性能均显著降低;砂层注浆加固体破坏模式受浆液水灰比影响显著,低水灰比(W/C=0.8左右)对应整体破坏模式,高水灰比时(W/C=1.6左右)水泥浆液析水效应对加固体破坏过程产生影响,使其呈现出局部破坏模式,在砂层渗透注浆加固工程中应尽可能选用低水灰比的水泥浆液。 展开更多
关键词 岩土工程 砂层 渗透注浆 模型试验 注浆加固效果
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基于压水试验的地层渗流场反分析
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作者 王洪波 张庆松 +4 位作者 李术才 张乐文 郑卓 张连震 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期985-992,共8页
地下工程建设过程中,地下水分布以及岩体渗透参数确定至关重要。基于对解决欠定反分析问题的目标函数分析,通过利用适应度函数、地质统计原理和变差函数等优化,得到了解决地层渗透系数一类水文地质问题的罚函数,为解决欠定的反分析问题... 地下工程建设过程中,地下水分布以及岩体渗透参数确定至关重要。基于对解决欠定反分析问题的目标函数分析,通过利用适应度函数、地质统计原理和变差函数等优化,得到了解决地层渗透系数一类水文地质问题的罚函数,为解决欠定的反分析问题提供了一个优化评判准则,并结合粒子群算法建立优化反分析数学模型;提出利用压水试验钻孔水头变化反分析得到地层渗透系数的新方法。对南京地铁上元门车站,进行现场压水试验得到钻孔水头高度,利用经过罚函数优化的反分析数值计算获得地层渗透系数,对压水试验区域的电阻率跨孔CT探测验证了该方法区域上的正确性,该区域的钻孔原位渗透系数测试验证了该方法在数值上的准确性。结果表明,经过罚函数优化的反分析计算的准确率达到90%,说明该方法有助于得到全面的地层水文地质信息,对后续的治理具有指导作用,希望能对类似工程有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 罚函数 粒子群算法(PSO) 评判准则 压水试验 反分析 渗流场
水泥浆液黏度对全风化花岗岩注浆加固效果的影响 被引量:2
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作者 杨磊 林荣峰 +6 位作者 李召峰 李术才 张庆松 张霄 王凯 陈慧 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期246-254,共9页
水泥浆液是隧道与地下工程水害治理与地层加固的常用注浆材料。针对利用水灰比调节水泥浆液黏度的传统方法在注浆治理工程中存在的局限性,通过掺加2种外加剂实现了水灰比为1∶1的水泥浆液的黏度和流动度在一定范围内动态可调。选取典型... 水泥浆液是隧道与地下工程水害治理与地层加固的常用注浆材料。针对利用水灰比调节水泥浆液黏度的传统方法在注浆治理工程中存在的局限性,通过掺加2种外加剂实现了水灰比为1∶1的水泥浆液的黏度和流动度在一定范围内动态可调。选取典型工程中遭遇的全风化花岗岩为被注介质,开展了注浆模拟试验,研究了不同黏度浆液在全风化花岗岩中的扩散规律,分析了浆液黏度对注浆加固效果的影响机制。研究结果表明:水泥浆液在被注介质中整体呈现劈裂扩散模式,随着浆液黏度的增大,主劈裂浆脉扩展形态由"三叉形"逐渐向"折线形"转变,主浆脉宽度变厚,被注介质的单轴抗压强度和抗剪强度不断提高;在水泥浆液黏度为24.6 s时,加固土体的单轴抗压强度提高了87%,内聚力和内摩擦角分别提升了220%和46.6%,内摩擦角与抗剪强度随浆液黏度的变化趋势基本一致,可见内摩擦角的提升可作为影响被注介质抗剪性能的关键指标;临近18.8 s的浆液黏度是浆脉扩展形态转变和被注介质强度增长速率变化的敏感黏度。研究成果可为全风化花岗岩及类似地层注浆治理工程中的注浆材料选型、黏度调控及加固效果评价提供技术参考。 展开更多
关键词 隧道工程 注浆加固 注浆模拟试验 全风化花岗岩 水泥浆液 黏度
破碎岩体注浆加固后的力学特性研究 被引量:2
13
作者 郑卓 +1 位作者 李术才 杨红鲁 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期284-291,共8页
基于理论分析建立破碎岩体注浆加固体力学模型,通过室内试验制作加固体试样并开展单轴抗压试验,分析破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。试验表明:注浆加固体试样在单轴压缩破坏过程... 基于理论分析建立破碎岩体注浆加固体力学模型,通过室内试验制作加固体试样并开展单轴抗压试验,分析破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。试验表明:注浆加固体试样在单轴压缩破坏过程中,其内部石块基本保持完整性,破坏主要产生在交界面以及注浆材料内部;当VBP较大时,在碎石体的阻隔作用下,破裂面无法一次性产生,且多为剪切型破坏;当VBP较小时,压缩破坏过程中直接形成了上下贯通的破裂面,且多为拉断型破坏;对于未加固的破碎岩体,其强度随VBP增加而减小,且强度离散程度较大;加固后其强度随VBP的增大而增大,整体强度大幅提高,同时呈现出明显的线性相关性;加固体强度随碎石数量的增加而减小,二者的线性相关性不显著;加固体强度随着注浆材料黏结强度的增加而增加,随交界面体密度的增加而减小;交界面体密度与黏结强度相互影响,总体强度是二者耦合作用的结果。基于加固体力学模型以及单轴抗压试验数据提出了加固体强度计算公式,该公式考虑了破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。通过与实际试验数据比较,证明了该公式可以较好地对破碎岩体加固强度进行预测。 展开更多
关键词 隧道工程 注浆加固强度 室内试验 破碎岩体 数据拟合
多孔介质中浆液动界面扩散规律及工程应用研究
14
作者 冯啸 +5 位作者 李术才 李庆跃 李卫 苗双平 郑卓 李夏 《应用基础与工程科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期200-213,共14页
基于渗流连续性方程、Darcy定律、线性滤过定律及渗流压力降方程,建立了多孔介质中水泥浆三维动界面速度模型和压力模型,分析了渗滤效应下动界面的速度、压力降及压力变化规律;通过现场试验,研究了水泥浆三维动界面压力的特征规律,并将... 基于渗流连续性方程、Darcy定律、线性滤过定律及渗流压力降方程,建立了多孔介质中水泥浆三维动界面速度模型和压力模型,分析了渗滤效应下动界面的速度、压力降及压力变化规律;通过现场试验,研究了水泥浆三维动界面压力的特征规律,并将试验值与理论值进行了对比分析.结果表明,相同条件下,恒定压力的Darcy渗流速度是考虑渗滤效应浆液动界面速度的1.3~2.6倍;忽略和考虑渗滤效应时的浆液扩散距离相差约1倍;固定扩散距离处,水泥浆动界面速度随水泥浆区多孔介质渗透系数Kc的减小而降低;特定时间点时,浆液单位压力降ΔP'和动界面压力p均沿程减小;随着浆液由渗透扩散转变为滞留淤堵,动界面压力降p'呈先增后减、压力p呈先减后增趋势. 展开更多
关键词 多孔介质 渗滤效应 动界面 扩散规律 工程应用
条带充填置换开采围岩变形及承压水导升规律 被引量:1
15
作者 白继文 +3 位作者 蒋宇静 蔚立元 张红军 李卫 《采矿与安全工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期352-358,共7页
条带充填置换开采有效的缓解了我国东部煤炭资源日益减少的困境。为了量化分析条带充填置换开采对工作面围岩变形及承压水导水的控制作用,本文结合现场监测与理论分析开展对比试验。结果表明:条带充填置换开采工作面上覆岩层开采扰动... 条带充填置换开采有效的缓解了我国东部煤炭资源日益减少的困境。为了量化分析条带充填置换开采对工作面围岩变形及承压水导水的控制作用,本文结合现场监测与理论分析开展对比试验。结果表明:条带充填置换开采工作面上覆岩层开采扰动最大高度15m,较不充填开采减少2.3~13.5m,有效控制上覆岩层运动;条带充填置换开采工作面底板破坏深度为10m,较不充填开采减少0.65m,充填对底板破坏控制作用不明显,充填置换开采过程中应加强底板承压水突水前兆信息监测及防治措施。将充填体压缩量划分为顶板沉降量与底板底鼓量,直接顶与直接底以挠曲变形为主,条带充填体有效地控制围岩变形破坏;依据“下三带”理论与突水系数法,保护层带突水系数小于0.06MPa/m,底板徐灰承压水得到有效控制,保证煤矿安全开采。 展开更多
关键词 条带充填 置换开采 围岩变形 承压水导升 效果评判
砂土层注浆引起地表隆起机制分析及试验研究
16
作者 张世杰 +2 位作者 李术才 张连震 姜鹏 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1097-1104,共8页
隧道穿越砂土层易发生涌水涌沙、塌方等灾害,注浆是软弱砂土地层常用的加固方式,但浅埋隧道的预注浆极易引起地表隆起。笔者采用数值仿真、模拟实验与现场试验系统研究了注浆抬升效应的机制,结果表明,砂土层注浆引起地层抬升的体积由于... 隧道穿越砂土层易发生涌水涌沙、塌方等灾害,注浆是软弱砂土地层常用的加固方式,但浅埋隧道的预注浆极易引起地表隆起。笔者采用数值仿真、模拟实验与现场试验系统研究了注浆抬升效应的机制,结果表明,砂土层注浆引起地层抬升的体积由于地层压缩而逐步耗散,地表显现部分按高斯函数的形状分布。依据砂土层抬升模拟试验与现场监测数据,将抬升过程分为砂土体压缩、裂缝产生与发展、圆台抬升3个阶段,通过试验研究砂土层抬升过程压力、位移变化规律,得到地表隆起曲线与注浆量、加固宽度、地层埋深、地层力学参数之间的定量关系,给出了估算公式,并依托青岛地铁2号线开展现场试验进行验证,希望能够对类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 砂土层注浆 地表隆起规律 定量关系 现场试验
TRD工法在砂层中的关键工艺参数优化研究与应用 被引量:1
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作者 桂大壮 张庆松 +3 位作者 李克先 浩杰 杨红鲁 《施工技术》 2018年第23期84-89,共6页
TRD工法是一种新型基坑隔水帷幕工法,为研究该工法在砂层中的最优工艺参数,开展室内正交试验,获得影响TRD搅拌墙性能的主控因素。依托青岛地铁庙头站基坑隔水帷幕工程,对水泥掺量和水灰比分别展开单因素影响试验,确定适用于该工程的最... TRD工法是一种新型基坑隔水帷幕工法,为研究该工法在砂层中的最优工艺参数,开展室内正交试验,获得影响TRD搅拌墙性能的主控因素。依托青岛地铁庙头站基坑隔水帷幕工程,对水泥掺量和水灰比分别展开单因素影响试验,确定适用于该工程的最优水泥掺量和水灰比,对TRD工法搅拌墙实际效果进行了试成墙检验。研究结果表明:砂层含水率是影响墙体强度的最主要因素;庙头站TRD搅拌墙最优水灰比和水泥掺量确定为1. 4和24%;试成墙墙体28d平均强度满足强度设计要求,TRD工法对青岛地区富水砂层适用性良好。 展开更多
关键词 基坑 隔水帷幕 地铁 TRD工法 试验 工艺参数
考虑浆液扩散路径的多孔介质渗透注浆机理研究
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作者 张庆松 王洪波 +4 位作者 李术才 张乐文 朱光轩 张连震 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期918-924,共7页
多孔介质注浆的扩散方式以渗透注浆为主,传统的多孔介质渗透注浆往往忽略了浆液渗透过程中的扩散路径,导致理论结果与实际偏差较大。基于对多孔介质浆液渗透过程中扩散路径分析,根据浆液扩散运动方程,建立了考虑浆液扩散路径的多孔介质... 多孔介质注浆的扩散方式以渗透注浆为主,传统的多孔介质渗透注浆往往忽略了浆液渗透过程中的扩散路径,导致理论结果与实际偏差较大。基于对多孔介质浆液渗透过程中扩散路径分析,根据浆液扩散运动方程,建立了考虑浆液扩散路径的多孔介质渗透注浆模型,设计了一套多孔介质渗透注浆扩散模拟实验装置,并采用常规注浆材料-水泥浆液,获得不同被注介质渗透率及不同注浆速率下的注浆压力的时空变化规律。研究结果表明:考虑浆液扩散路径的多孔介质浆液渗透注浆模型计算值为试验值的1.1-1.3倍,计算值与试验值误差在允许的范围之内,所建模型可较好的描述了浆液渗透扩散过程;不考虑浆液扩散路径的多孔介质渗透注浆模型计算值为试验值的1.8-3.2倍,显著高估了注浆扩散过程的浆液压力。研究成果成功用于青岛地铁砂层治理工程,因此,在多孔介质渗透注浆扩散设计中应充分考虑浆液扩散路径。 展开更多
关键词 多孔介质 渗透 注浆 扩散路径 模拟试验
灵山卫车站砂层涌水通道判定综合分析方法
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作者 亚南 张庆松 +2 位作者 王洪波 衍凯 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期430-438,共9页
富水砂层粘结力低,负载能力差,极易造成涌水溃沙现象发生。以灵山卫车站为依托,运用水文地质资料分析、区域划分、现场抽水试验和连通试验、渗透系数分层测试法对灵山卫车站基坑导水通道、涌水来源及涌水地层进行综合研究。将基坑划分... 富水砂层粘结力低,负载能力差,极易造成涌水溃沙现象发生。以灵山卫车站为依托,运用水文地质资料分析、区域划分、现场抽水试验和连通试验、渗透系数分层测试法对灵山卫车站基坑导水通道、涌水来源及涌水地层进行综合研究。将基坑划分为九块区域,根据抽水试验及示踪试验测试基坑渗透性,明确基坑含导水通道;采用原位渗透系数测定方法,获得基坑不同地层渗透系数,准确定位基坑治理区域。采用注浆配套工艺,取得了良好的治理效果。实践表明,该方法能有效减少注浆治理的盲目性,有利于减少工期、降低治理成本,对类似工程具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 砂层 涌水溃沙 渗透系数分层测试法 综合分析方法
新型酸性水玻璃注浆材料的研究与应用 预览 被引量:2
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作者 李夏 徐军哲 +4 位作者 姜其琛 浩杰 亚南 冯啸 《隧道建设》 北大核心 2017年第10期1296-1302,共7页
针对城市地铁穿越砂层时注浆预加固的材料问题, 研究磷酸 -水玻璃注浆材料的凝胶时间、 凝胶形态和砂土固结体强度的影响因素以及工程应用材料配比, 设计磷酸 -水玻璃注浆材料室内凝胶性能试验和砂土固结体强度试验, 并与传统的硫酸 -... 针对城市地铁穿越砂层时注浆预加固的材料问题, 研究磷酸 -水玻璃注浆材料的凝胶时间、 凝胶形态和砂土固结体强度的影响因素以及工程应用材料配比, 设计磷酸 -水玻璃注浆材料室内凝胶性能试验和砂土固结体强度试验, 并与传统的硫酸 -水玻璃注浆材料进行系统性对比, 最后根据室内试验选择合适的材料配比进行现场注浆试验.试验结果表明:1 ) 磷酸 -水玻璃混合液中, 当磷酸的掺量增大时, 磷酸与水玻璃的体积比增大, 混合液的 p H值减小, 凝胶时间增大, 存在一一对应的关系;2 ) 磷酸 -水玻璃混合液的 p H值是磷酸 -水玻璃浆液凝胶时间和凝胶形态的决定性因素;3 ) 磷酸 -水玻璃浆液中磷酸质量分数、 水玻璃波美度和混合液体积比分别变化时, 加固体抗压强度稍有变化, 影响较小. 展开更多
关键词 地铁 砂层 注浆预加固 磷酸-水玻璃 凝胶时间 pH值 砂土固结体抗压强度
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