基于浆液粘度时变性的岩体裂隙注浆扩散模型

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裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟

裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟
裂隙岩体注浆是一种常见的地质工程处理方法，它可以通过注入特定的材料来填充岩体中的裂隙，从而增强岩体的稳定性和承载能力。

然而，注浆过程中的扩散范围和注浆量是影响注浆效果的重要因素，因此需要进行数值模拟来预测和优化注浆效果。

我们需要了解裂隙岩体的特点。

裂隙岩体是由许多裂隙和孔隙组成的，这些裂隙和孔隙之间相互交错，形成了一个复杂的网络结构。

在注浆过程中，注浆材料会通过这些裂隙和孔隙扩散，填充岩体中的空隙，从而增强岩体的稳定性和承载能力。

然而，注浆材料的扩散范围和注浆量是受到多种因素的影响的。

首先，注浆材料的物理性质会影响其扩散范围和注浆量。

例如，注浆材料的粘度、密度和表面张力等参数会影响其在裂隙岩体中的流动和扩散。

其次，裂隙岩体的结构和性质也会影响注浆效果。

例如，裂隙岩体的裂隙密度、裂隙宽度和孔隙度等参数会影响注浆材料在岩体中的扩散和填充效果。

为了预测和优化注浆效果，我们可以使用数值模拟方法。

数值模拟可以通过建立裂隙岩体的数学模型，模拟注浆材料在岩体中的扩散和填充过程，从而预测注浆效果。

在数值模拟中，我们需要考虑注浆材料的物理性质、裂隙岩体的结构和性质等因素，并进行参数优化和敏感性分析，以获得最优的注浆效果。

裂隙岩体注浆是一种常见的地质工程处理方法，注浆过程中的扩散范围和注浆量是影响注浆效果的重要因素。

通过数值模拟方法，我们可以预测和优化注浆效果，为地质工程处理提供科学依据。

基于浆液黏度时空变化的水平裂隙岩体注浆扩散机制

基于浆液黏度时空变化的水平裂隙岩体注浆扩散机制下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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基于分形理论的裂隙注浆扩散规律研究

基于分形理论的裂隙注浆扩散规律研究一、绪论话说这世上有很多神奇的现象，让人叹为观止。

比如说我们身边的建筑物，有时候会出现一些裂缝。

这些裂缝看似无害，但其实可能会导致建筑物的结构安全问题。

那么如何解决这个问题呢？答案就是：裂隙注浆扩散规律研究。

这项研究的灵感来源于分形理论，分形理论是一种研究自然界中复杂现象的数学方法，它告诉我们，即使是最简单的事物，也可能蕴含着无穷的美和智慧。

而裂隙注浆扩散规律研究，就是运用这种理论，来揭示建筑物裂缝背后的秘密。

首先我们要了解什么是裂隙，裂隙是指建筑物表面出现的细小裂缝。

这些裂缝可能是由于温度变化、湿度变化、地基沉降等原因引起的。

虽然裂隙看似无害，但实际上它们可能会导致建筑物的结构安全问题。

因此我们需要对裂隙进行注浆扩散规律研究，以便及时采取措施，确保建筑物的安全。

接下来我们要介绍什么是分形理论，分形理论是一种研究自然界中复杂现象的数学方法。

它告诉我们，即使是最简单的事物，也可能蕴含着无穷的美和智慧。

通过对分形理论的研究，我们可以更好地理解自然界的奥秘，也可以为人类社会的进步提供新的思路和方法。

我们要谈谈裂隙注浆扩散规律研究的重要性，这项研究不仅可以帮助我们解决建筑物裂缝的问题，还可以为其他领域的研究提供借鉴和启示。

例如在地质勘探、生物多样性保护等方面，分形理论都发挥着重要作用。

因此深入研究裂隙注浆扩散规律，对于推动科学技术的发展具有重要意义。

裂隙注浆扩散规律研究是一项充满挑战和机遇的任务，通过对分形理论的应用，我们有望揭示建筑物裂缝背后的奥秘，为人类社会的进步做出贡献。

让我们一起加油吧！1. 研究背景和意义随着科技的不断发展，分形理论在工程领域中的应用越来越广泛。

裂隙注浆技术作为一种常用的地下工程处理方法，其扩散规律对于提高工程质量具有重要意义。

然而目前关于裂隙注浆扩散规律的研究还相对较少，尤其是在基于分形理论的裂隙注浆扩散规律方面更是缺乏深入探讨。

因此基于分形理论的裂隙注浆扩散规律研究具有重要的现实意义和理论价值。

裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟

裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟裂隙岩体注浆技术是一种在岩体中注入水泥浆或其他材料来填充并加固裂隙的方法。

这种技术广泛应用于岩石工程中，如地下挖掘和隧道工程，以提高岩体的稳定性和安全性。

注浆过程中，注浆剂的扩散范围和注浆量是关键的参数，对注浆效果有着决定性的影响。

本文将通过数值模拟来探究裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量的影响因素。

首先，需要对裂隙岩体的物理特征和注浆过程进行简要介绍。

裂隙岩体是指由众多岩石碎片构成的岩体，其中包含大量的裂隙和孔隙。

在地质作用或人类工程活动中，这些裂隙可能会扩大，导致岩体的破坏和不稳定。

为了提高岩体的稳定性和安全性，我们需要通过注浆来填充和加固这些裂隙。

在注浆过程中，注浆剂会在裂隙中扩散，填充空隙并与岩体形成牢固的连接，从而增强岩体的强度和稳定性。

接下来，我们将探究裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量的影响因素。

首先是注浆剂的物理特性。

注浆剂的黏度、密度和流动性会影响其在裂隙中的扩散速度和范围。

一般来说，黏度较高的注浆剂会在裂隙中停留时间较长，而密度较高的注浆剂则会在裂隙中扩散范围较小。

因此，在选择注浆剂时，需要根据具体的裂隙特征和注浆目的，综合考虑这些因素。

其次是裂隙岩体的物理特征。

岩体中裂隙的分布、宽度、深度和密度等因素都会影响注浆剂在裂隙中的扩散范围和注浆量。

一般来说，裂隙宽度较大、深度较深的裂隙可以注入更大量的注浆剂，而裂隙密度较高的区域则需要更多的注浆剂才能填充和加固。

最后是注浆施工过程。

注浆剂的注入速度、压力和注入口的位置都会影响注浆剂在裂隙中的扩散范围和注浆量。

通常情况下，注浆剂的注入速度和压力要逐渐增大，以确保注浆剂充分填充裂隙。

同时，注浆口的位置需要选择在裂隙较大、深度较深的区域，才能达到最佳注浆效果。

综上所述，裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量受到注浆剂的物理特性、岩体的物理特征和注浆施工的过程等多种因素的影响。

通过数值模拟可以探究和优化这些因素，从而实现最佳的注浆效果。

基于浆液稠度时空变化的盾构隧道壁后注浆扩散机制

第52卷第3期2021年3月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.52No.3Mar.2021基于浆液稠度时空变化的盾构隧道壁后注浆扩散机制乔世范1，檀俊坤1，郭佳奇2，张细宝3，谢济仁1，喻伟4，方正1(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075；2.河南理工大学土木学院，河南焦作，454150；3.中铁五局集团电务工程有限责任公司，湖南长沙，410006；4.中铁南方投资集团有限公司，广东深圳，518052)摘要：研究考虑幂律水泥浆液稠度时空变化对盾构隧道壁后注浆扩散半径及力学性质影响。

首先，针对不同水灰比水泥浆液进行稠度时变性试验，简要分析浆液稠度时变规律，并获取各水灰比水泥浆液稠度时变系数；其次，分析盾构隧道壁后注浆扩散机理，重点研究浆液扩散稠度时空分布不均匀性；再次，建立恒定注浆速率条件下，考虑浆液稠度时空变化不均匀隧道壁后注浆的扩散模型，并推导浆液压力及管片承压时间与空间的分布方程，确定浆液注浆压力的时变规律；最后，以实际工程为例，分析注浆终压与管片承受压力、浆液扩散半径及注浆浆液压强时空分布的关系，并对比分析考虑与不考虑浆液稠度空间分布不均匀性的扩散半径及管片受力结果。

研究结果表明：浆液质点的压强随距离注浆孔位置增加而减小；当注浆终压较低时，注浆浆液扩散半径随注浆终压增大而迅速提高；盾构隧道管片注浆终压增大，管片所承受的注浆总压力迅速增大；不考虑浆液空间分布不均匀性所得注浆压力为正常值的60倍以上，所得浆液扩散半径约为正常值的1/3，管片承受总压力相差20倍以上。

关键词：盾构隧道注浆；稠度时变性；空间分布不均匀性；幂律流体；理论分析中图分类号：TU451文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2021）03-0713-12Grouting diffusion mechanism after shield wall based on spatialand temporal variation of slurry consistencyQIAO Shifan 1,TAN Junkun 1,GUO Jiaqi 2,ZHANG Xibao 3,XIE Jiren 1,YU Wei 4,FANG Zheng 1(1.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha 410075,China;2.School of Civil Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454150,China;DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.03.006收稿日期：2020−03−13；修回日期：2020−04−21基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51778215)；中铁建投重点研发项目(20192001)(Project(51778215)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(20192001)supported by China Railway Construction Invested in Key Research and Development Program)通信作者：檀俊坤，博士研究生，从事隧道及岩土研究；E-mial ：*******************引用格式：乔世范,檀俊坤,郭佳奇,等.基于浆液稠度时空变化的盾构隧道壁后注浆扩散机制[J].中南大学学报(自然科学版),2021,52(3):713−724.Citation:QIAO Shifan,TAN Junkun,GUO Jiaqi,et al.Grouting diffusion mechanism after shield wall based on spatial and temporal variation of slurry consistency[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2021,52(3):713−724.第52卷中南大学学报(自然科学版)3.The Electricity Engineering Co.Ltd.of China Railway5th Bureau Group,Changsha410006,China;4.China Railway Southern Investment Group Co.Ltd.,Shenzhen518000,China)Abstract:The effect of considering the power-law cement slurry consistency time-variation on the diffusion radius and mechanical properties of the slurry injected behind the shield tunnel wall was studied.Firstly,a time-varying consistency test was conducted for cement slurries with different water-cement ratios,brief analysis of the time-varying slurry consistency law was carried out,and the time-varying coefficients of cement slurry consistency for each water-cement ratio were obtained.Secondly,the mechanism of slurry diffusion in the shield tunnel wall post-injection grouting was analyzed,focusing on the inhomogeneity of the spatial and temporal distribution of the slurry diffusion consistency.Further,the diffusion model of post-wall slurry injection under constant grouting rate conditions,considering the spatial and temporal variation of slurry consistency,was established.The distribution equations of slurry pressure and tube sheet pressure-bearing time and space were derived to determine the time-varying law of slurry injection pressure.Finally,the relationship between final pressure of slurry injection and pressure on the tube sheet,spatial and temporal distribution of slurry diffusion radius and pressure of the slurry injection was analyzed by taking the actual project as an example.The results ofthe diffusion radius and the tube sheet force with and without considering the inhomogeneity of the spatial distribution of the slurry consistency were compared and analyzed.The results show that the pressure of slurry mass decreases with the increase of distance from the grouting hole position.When the final pressure of groutingis low,the diffusion radius of grouting slurry rapidly increases with the increase of final pressure of grouting.Whenthe final pressure of shield tunnel tube piece grouting increases,the total pressure of grouting borne by the tube piece increases rapidly.The grouting pressure obtained without considering the unevenness of slurry spatial distribution is more than60times of the normal value,the resulting slurry diffusion radius is about1/3of the normal value,and the total pressure borne by the tube piece differs by more than20times.Key words:shield tunnel grouting;consistency time variability;spatial distribution inhomogeneity;power-law fluid;theoretical analysis盾构法因具有施工效率高、安全性好以及对周边环境影响小等优点，被广泛应用于水利管廊和地铁隧道等开挖工程中[1−2]。

基于浆液黏度时空变化的水平裂隙岩体注浆扩散机制

(5)
将式(4)代入式(5)，并忽略注浆孔半径 r0，得 r 处所对应的浆液黏度增长时间为 2br 2 tg q
GROUTING DIFFUSION MECHANISM IN HORIZONTAL CRACK BASED ON TEMPORAL AND SPATIAL VARIATION OF VISCOSITY
ZHANG Qingsong，ZHANG Lianzhen，ZHANG Xiao，LIU Rentai，ZHU Mingting，ZHENG Dongzhu
摘要：速凝类浆液的双液混合注浆方式及其黏度时变特性导致浆液扩散区内黏度空间分布不均匀。基于此，认为速凝类浆液流型为具有黏度时变性的宾汉流体，研究其在静水条件下水平裂隙中的注浆扩散过程，建立了恒定注浆速率条件下考虑浆液黏度时空变化的水平裂隙注浆扩散理论模型，推导了浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程，进而得到注浆压力与注浆时间及浆液扩散半径的关系。通过与不考虑黏度空间不均匀性所得结果进行比较，说明考虑黏度空间不均匀的必要性。通过在数值计算模型中预定义黏度空间分布函数，实现了考虑黏度空间分布不均匀性的裂隙注浆数值模拟。通过理论分析、数值模拟与试验结果三者的对比，验证了理论分析及数值模拟的合理性，希望为实际注浆工程中注浆参数的确定提供一定借鉴。关键词：黏度时变性；黏度空间分布不均匀；裂隙注浆；宾汉流体；数值模拟中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2015)00–0000–00
q (t ts ) 2b(r 2 r0 2 )
(2)
式中：q 为注浆速率；2b 为裂隙开度；rt 为 t 时刻浆液扩散半径；r0 为注浆孔半径。注浆孔尺寸相比于整个浆液扩散区非常小，所以忽略注浆孔半径 r0，对式(2)进行恒等变换，得浆液扩散半径 rt 为

考虑滤过作用及黏度时变性的盾构壁后注浆扩散模型研究

考虑滤过作用及黏度时变性的盾构壁后注浆扩散模型研究周中;胡江锋;张俊杰;邓卓湘【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2022(19)9【摘要】为研究盾构隧道壁后注浆扩散机理,探讨壁后注浆浆液运动机制。

基于线性滤过定律,建立恒定注浆速率下考虑滤过作用与浆液黏度时变性的盾构壁后注浆柱形扩散模型,推导浆液黏度时空分布控制方程和浆液扩散运动方程。

并结合实例,分析相关注浆参数对壁后注浆浆液扩散运动的影响。

研究结果表明:考虑滤过作用与黏度时变性时,浆液黏度在前期变化与仅考虑黏度时变性的黏度空间分布曲线相一致,在扩散半径大于0.6 m时,浆液黏度增长速率减小,浆液黏度受到滤过作用与时变性的双重影响;注浆压力较小时,3种情况下的浆液扩散半径均随注浆压力的增大而缓慢增加;注浆压力较大时,浆液扩散半径的增长速率依次为:仅考虑浆液黏度时变性>仅考虑滤过作用>考虑滤过作用与黏度时变性;相较于浆液黏度时变性,围岩土体的滤过作用在浆液渗透扩散的过程中所产生的渗透阻力更大,浆液压力的空间分布曲线衰减更为明显。

实际盾构壁后注浆施工中,要结合具体施工条件,充分考虑围岩土体的滤过作用与浆液本身的黏度时变性,为注浆扩散规律的研究提供新思路,也对工程实践起到一定指导意义。

【总页数】9页(P2691-2699)【作者】周中;胡江锋;张俊杰;邓卓湘【作者单位】中南大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU451【相关文献】1.考虑浆液黏度时变性的单裂隙动水注浆扩散模型2.考虑浆液稠度变化的盾构壁后注浆扩散模型3.考虑浆液黏度时变性的单裂隙动水注浆扩散模型4.基于浆液黏度时变性的盾构壁后注浆模型研究5.考虑稠度时变作用幂律型浆液的隧道管片壁后注浆柱形扩散研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

煤岩体裂隙动水注浆机理及试验研究

煤岩体裂隙动水注浆机理及试验研究地下工程水害的防治不仅对地下工程自身和工人的生命财产安全具有重要现实意义,而且对于国家资源的充分开发利用、生态环境保护和国民经济可持续性发展有着极其重要的意义。

注浆法作为一项实用性强、应用范围广的技术,是我国地下工程水害防治的一种重要方法。

因此,系统研究动水作用下浆液在裂隙煤—岩体中的扩散机制和封堵机理,并将理论成果应用于工程实际,具有重要的价值。

本文通过理论分析、室内试验及数值模拟等方法,对动水注浆的封堵机理和扩散机制进行了深入的研究,主要开展了以下方面的研究:1、基于宾汉流体的本构关系,建立单一裂隙动水注浆多因素运移模型。

根据注浆过程中浆液的受力特征,利用流体质量守恒方程和运动方程进行理论推导,建立考虑多因素的动水注浆模型,分析浆—水两相流场中浆液的扩散半径、扩散形态与注浆时间、注浆压力、注浆材料特性参数等因素之间的关系,为煤—岩体裂隙浆—水运移扩散行为研究奠定理论基础。

2、多功能动水注浆模拟试验平台研发与应用。

自主设计研发一套综合试验平台,包含裂隙模拟系统,动水水源系统,注浆系统,水流速度、压力数据采集系统,模拟粗糙结构面装置,试验框架系统,浆液流动可视化装置等。

通过试验平台与理论研究相结果结合,研究并记录在不同注浆压力、水流速度、注浆材料、裂隙开度等试验条件下的注浆效果以及浆液的扩散机制。

3、不同注浆因素与注浆效果的试验研究。

通过试验手段,重点分析水泥浆液在不同水灰比、不同注浆压力下对注浆效果的影响,观察纯水泥浆液(不同水灰比)在模拟裂隙中不同试验条件下的扩散规律;在不同开度的条件下进行试验,比较各个情况下的注浆效果及浆液扩散规律;研究水泥浆液析水分层现象;研究并分析投放骨料降低动水流速的工艺方法。

4、结合理论推导与室内试验的结果,采用FLUENT流体力学软件,使用软件多相流模型中的VOF模型,模拟和分析在浆—水两相流体场中,水泥浆液的扩散形态、规律以及不同注浆条件下的流场细部规律等,并将模拟得到的结果与试验结果和理论分析结果进行对比分析。

水泥浆液裂隙注浆扩散规律模型试验与数值模拟

水泥浆液裂隙注浆扩散规律模型试验与数值模拟一、本文概述本文旨在探讨水泥浆液在裂隙注浆过程中的扩散规律，通过模型试验与数值模拟相结合的方法，揭示水泥浆液在复杂裂隙网络中的扩散行为及其影响因素。

水泥浆液作为一种广泛应用的工程材料，在地下工程、岩土工程等领域具有重要的应用价值。

然而，由于裂隙网络的复杂性和不确定性，水泥浆液的扩散规律一直是工程实践中的难点问题。

因此，本文的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文将对水泥浆液的基本性质进行介绍，包括其成分、物理性能以及注浆过程中的基本原理。

在此基础上，通过设计合理的模型试验，模拟水泥浆液在裂隙网络中的扩散过程，观察浆液在不同条件下的扩散形态和分布规律。

同时，利用数值模拟方法，建立水泥浆液扩散的数学模型，对试验结果进行验证和补充。

本文将分析影响水泥浆液扩散的主要因素，包括裂隙网络的几何特征、浆液的物理性能、注浆压力以及注浆速率等。

通过对比分析不同条件下的试验结果和数值模拟结果，揭示各因素对水泥浆液扩散规律的影响机制和程度。

本文将对水泥浆液裂隙注浆扩散规律的研究进行总结，提出相应的工程应用建议。

指出目前研究中存在的问题和不足，为后续研究提供参考和借鉴。

通过本文的研究，有望为水泥浆液在裂隙注浆工程中的应用提供更为准确的理论指导和实践依据。

二、水泥浆液裂隙注浆扩散理论基础水泥浆液在裂隙中的注浆扩散是一个涉及多物理场耦合的复杂过程，包括流体力学、渗流力学、材料科学和断裂力学等多个学科的知识。

注浆过程中，水泥浆液在压力作用下通过注浆管进入岩体裂隙，并在裂隙中扩散、填充和固结，最终实现岩体的加固和封堵。

在理论基础上，水泥浆液在裂隙中的扩散行为可以通过渗流方程来描述。

渗流方程通常基于达西定律，考虑到浆液的粘性、裂隙的几何形状以及注浆压力等因素。

浆液在裂隙中的扩散还受到浆液与裂隙壁面间的相互作用影响，包括润湿角、浆液粘附力等。

这些因素共同决定了浆液在裂隙中的扩散范围和固结形态。

深部裂隙岩体注浆浆液扩散机理研究

结论与展望
本次演示通过对深部裂隙岩体注浆浆液扩散机理的研究，得出了以下结论：
1、深部裂隙岩体注浆浆液的扩散受到多种因素的影响，包括裂隙通道的连通性、宽度和高度、浆液的性质、温度和压力等；
2、通过建立数值模拟模型，可以较为真实地模拟浆液在裂隙岩体中的扩散过程，并定量分析各因素的影响；
3、实验研究结果验证了数值模拟方法的可靠性，为今后深入研究提供了有效的手段。
1、选取具有代表性的深部裂隙岩体样品，对其进行详细的物理特性测试，包括裂隙通道分布、岩石力学性质等；
2、根据实验方案设计，进行不同条件下的注浆实验，并实时记录注浆过程中浆液的压力、流量、温度等数据；
3、在注浆完成后，对岩体样品进行切割、打磨和染色处理，以观察浆液在裂隙岩体中的扩散情况；
4、对实验数据进行处理和分析，将实测值与数值模拟结果进行对比，以评估模型的可靠性和精度。
3、数值模拟研究未能在实践中得到广泛应用，且缺乏与实验研究的对比验证。
扩散机理分析
深部裂隙岩体注浆浆液的扩散机理主要包括以下几个方面：
1、裂隙通道：裂隙岩体中存在复杂的裂隙网络，浆液在压力作用下沿着这些裂隙通道扩散。裂隙通道的连通性、宽度、高度等因素均会影响浆液的扩散路径和范围。
2、浆液性质：浆液的性质包括粘度、密度、流动性等，这些因素直接影响到浆液在裂隙岩体中的扩散行为。
相关研究现状
近年来，国内外学者对深部裂隙岩体注浆浆液扩散机理进行了广泛研究。这些研究主要集中在注浆扩散规律、裂隙岩体物理特性对扩散的影响以及数值模拟等方面。尽管取得了一定的成果，但仍存在以下不足之处：
1、已有研究主要单一因素对注浆扩散的影响，而未充分考虑多因素的综合作用；
2、实验研究方法不够系统，导致实验结果的不确定性较大；

裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟

裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟王强;冯志强;王理想;唐德泓;冯春;李世海【摘要】为预测浆液在裂隙中的扩散范围,建立二维正交裂隙网络宾汉浆液渗流模型,采用中心型有限体积法进行数值模拟.分别研究不同参数下,浆液在裂隙中的扩散范围,给出多因素影响下的注浆扩散半径公式和注浆量公式.研究表明,注浆压力、浆液黏度、浆液剪切强度、裂隙开度和裂隙粗糙度对浆液扩散半径起到主导作用;注浆压力、钻孔长度和裂隙开度对注浆量起到主导作用.通过该公式可定量预测任意参量下浆液扩散范围和注浆量.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)010【总页数】8页(P2588-2595)【关键词】浆液扩散范围;注浆量;离散裂隙网络;裂隙岩体;中心型有限体积法;多参量研究【作者】王强;冯志强;王理想;唐德泓;冯春;李世海【作者单位】煤炭科学研究总院,北京100013;煤炭科学研究总院,北京100013;中国科学院力学研究所,北京100190;中国科学院力学研究所,北京100190;中国科学院力学研究所,北京100190;中国科学院力学研究所,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TD265.4注浆对于煤炭安全生产具有重要保障作用，可有效防止煤矿不利地质构造引发的冒顶和突水事故，从而保障煤炭生产安全和生产效率。

但因为注浆工程具有隐蔽性，所以难以通过观察了解注浆扩散范围，确定注浆质量。

工程中使用扩散半径[1]表示注浆扩散范围，但是很多注浆参量难以考虑，如裂隙粗糙度、裂隙开度等。

基于数值模拟的方法可以计算任意参量下的注浆扩散范围。

Hässler等[2]率先使用数值模拟方法，研究了宾汉浆液和牛顿浆液在二维裂隙网络中的流动规律。

Eriksson等[3]考虑浆液过滤效应和裂隙开度变化，研究了浆液扩散问题。

Yang 等[4]通过建立二维随机裂隙网络模型，分析了各注浆因素的敏感性。

郝哲等[5]通过蒙特卡洛方法，生成二维随机裂隙网络模型，分析了山东莱芜铁矿谷家台矿区注浆实例。

裂隙岩体注浆扩散理论探讨

１８８－
如的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气体，而基本上不改变后所能取得的效果又难以准确预计（注浆帷幕是否已形成，这样，方案论证阶段，以将注浆法与别在难原状土的结构和体积（砂性土注浆的结构原理）用注浆压要求的封闭条件），所力相对较小。代表性的注浆理论有球形扩散理论、柱形扩散的方法作对比。由于这一原因，注浆法的应用受到了一定程
２Ｏ．０６
锅炉热态清洗；锅炉热态清洗结束后，通过提高燃料量升温升压，时根据３１同６阀开度（％２％之间）５～０来增加给水量，使
－
［广东红海湾发电厂一期６０２］０ＭＷ运行机组规程【】Ｒ．
２０．０７
观察炉膛出口烟气温度、水冷壁金属温度、水温度、给主蒸汽温度和压力的变化趋势来增加给煤量，使分离器温升率为２／ｉ。当分离器温度达到１０ ℃ ｍｎ９ ℃时停止升温升压，进行参考文献［朱全利．炉设备及系统【］北京：１】锅Ｍ．中国电力出版社，
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裂隙岩体工作面注浆浆液扩散规律及工程应用

(５)计算.注浆泵的单位注入量q 按照矿山井下施工期间的平均注入量３０L/min 计算,注浆地层的基本参数详见表１. 将表１中参数代入式 (５)计算得浆液的扩散半径r＝２．８２ m.
１．２注浆扩散模型假设浆液在注浆孔底部主要以球形扩散为主,
在其它部位主要以柱形扩散为主,浆液的扩散半径
为r,岩体的渗透系数为k,注浆孔与拟注裂隙面的
夹角为α,依据达西定律 ,可得出公式 (１):
其中:
Q ＝kgSit
ISSN１６７１－２９００ CN４３－１３４７/TD
采矿技术第１９卷第１期 MiningTechnology,Vol．１９,No．１
２０１９年１月 Jan．２０１９
裂隙岩体工作面注浆浆液扩散规律及工程应用
张清
(马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司, 安徽马鞍山市２４３１８４) 摘要 :基于裂隙注浆浆液扩散规律的研究 ,通过理论分析得出了裂隙岩体中牛顿流体的浆液扩散规律 ,并基于该模型开展了矿山井下开拓工程的注浆参数设计 ,同时根据工程的注浆资料和开拓揭露资料 ,验证了裂隙岩体中牛顿流体扩散规律应用的可靠性 . 关键词 :裂隙岩体 ;牛顿流体 ;浆液扩散规律 ;工作面注浆
１注浆扩散规律模型分析
１．１基本假设 (１)岩体介质为均值各向同性,且为连续性介

基于浆液粘度时变性的岩体裂隙注浆扩散模型

第 24 卷第 15 期 2005 年 8 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.24 No.15 Aug.，2005
基于浆液粘度时变性的岩体裂隙注浆扩散模型
阮文军 1，2
(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 长春工程学院岩土与道桥工程系，吉林长春 130021)
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岩石力学与工程学报
2005 年
粘度/cP 剪切力/Pa
程，并判定其所属流型。试验分析结论[7]如下： (1) 纯水泥浆的流型随水灰比不同而分属 3 种
不同流型；低水灰比(W/C = 0.5～0.7)的水泥浆为幂律流体；W/C = 0.8～1.0 的水泥浆为宾汉流体；而 W/C＞2.0 的水泥浆则为牛顿流体；
粘度/cP
1—粘度时变曲线 2—剪切力时变曲线
图 2 水泥粘土浆液粘度和剪切力时变曲线 Fig.2 Time-dependent curves of viscosity and shear of
cement-bentonite grout
1—粘度时变曲线 2—剪切力时变曲线
剪切力/Pa
粘度/cP
图 3 水泥复合浆液粘度和剪切力时变曲线 Fig.3 Time-dependent curves of viscosity and shear of
水灰比 W/C 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 2.0 – –
粘度时变性函数 η05(t) = 70.2e0.008 74 t η06(t) = 36.53e0.015 1t η07(t) = 19.67e0.017 8t η08(t) = 19.9e0.023 3t η09(t) = 13.51e0.033 2t η1(t) = 11.37e0.013 8t η2(t) = 10.24e0.017 8t ηsnnt(t) = 32.27e0.017t ηsnfh(t) = 12.33e0.018t

基于注浆支护的巷道围岩浆液扩散规律研究

ＬｉＷａｎｌｉ．Ｓｔｕｄｙｏｎｓｌｕｒｒｙｄｉｆｆｕｓｉｏｎｌａｗｏｆｒｏａｄｗａｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｂａｓｅｄｏｎｇｒｏｕｔｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０１９，４１（９）：１６２１６５．
·１６２·
２０１９年第９期
中图分类号：ＴＤ３５３文献标志码：Ａ文章编号：１００３－０５０６（２０１９）０９－０１６２－０４
Ｓｔｕｄｙｏｎｓｌｕｒｒｙｄｉｆｆｕｓｉｏｎｌａｗｏｆｒｏａｄｗａｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｂａｓｅｄｏｎｇｒｏｕｔｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ
ＬｉＷａｎｌｉ
（ＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎＴｉａｎ′ａｎＣｏａｌＸｉａｎｇｓｈａｎＭｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ４６７０００，Ｃｈ岩加固、沿空留巷、沿空掘巷以及充填开采工艺中广泛应用，且效果显著。国内外学者对巷道支护注浆渗透扩散规律进行了大量的研究，黄耀光等［１］对巷道围岩全断面锚注浆液渗透扩散规律进行了研究，采用多场耦合软件ＣＯＭＳＯＬ
程序，建立了锚注浆液在围岩中渗透扩散的数值模型，系统研究了注浆锚杆间距、注浆压力、注浆时间等锚注参数对浆液渗透扩散的影响；李慎举等［２］研究了破碎围岩锚注加固浆液扩散规律，分析了不同注浆压力和不同注浆锚杆布置方式对浆液流动扩散规律的影响。
李万里：基于注浆支护的巷道围岩浆液扩散规律研究
第４１卷
位置时，浆液扩散渗透压力场的变化规律，将数值模拟结果与模拟裂隙扩散系统所得结论进行比较分析验证模型的正确性［３５］。
第４１卷第９期２０１９年９月
能源与环保
ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

基于浆液黏度时变性的水泥-水玻璃浆液动水注浆模拟研究

河南科技Henan Science and Technology交通与土木工程总第816期第22期2023年11月收稿日期：2023-04-13作者简介：刘虎（1997—），男，硕士生，研究方向：煤矿巷道围岩控制。

通信作者：娄培杰（1981—），男，博士，副教授，硕士生导师，研究方向：煤矿巷道围岩控制。

基于浆液黏度时变性的水泥-水玻璃浆液动水注浆模拟研究刘虎娄培杰（安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001）摘要：【目的】研究地下动水注浆工程中水泥-水玻璃浆液在不同因素影响下的注浆扩散规律。

【方法】基于浆液黏度时变性，采用有限元数值模拟分析方法对浆液在各方向上的扩散状态以及地下水流速、注浆速率和浆液混合体积比对浆液扩散半径的影响进行分析。

【结果】研究结果表明：在地下动水条件下，浆液在顺水流方向上的扩散距离明显大于横向和逆水流方向上的扩散距离；浆液扩散半径与地下水流速成反比，与注浆速率成正比，且注浆变量对浆液扩散半径影响程度为地下水流速>注浆速率>浆液混合体积比。

【结论】模拟分析结果对水泥-水玻璃浆液在实际注浆工程中的应用具有一定参考价值。

关键词：动水注浆；水泥-水玻璃浆液；浆液黏度时变性；数值模拟；扩散半径中图分类号：TD353文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）22-0074-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.22.013Simulation of Dynamic Water Injection of Cement-Water Glass Slurry Based on the Time-Varying Viscosity of the SlurryLIU Hu LOU Peijie(School of Civil Architecture,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China)Abstract:[Purposes ]This paper aims to study the diffusion law of cement-water glass slurry in under⁃ground dynamic water grouting project under the influence of different factors.[Methods ]Based on slurry viscosity time-variability,finite element numerical simulation analysis was used to analyze the dif⁃fusion state of the slurry in each direction and the effects of groundwater flow rate,grouting rate and slurry mixing volume ratio on the diffusion radius of the slurry.[Findings ]The results show that under the condition of subsurface dynamic water,the diffusion distance of slurry in the direction of downstream flow is significantly larger than that in the direction of lateral and upstream flow;the diffusion radius of slurry is inversely proportional to the groundwater flow rate and positively proportional to the grouting rate and the degree of influence of grouting variables on the diffusion radius of slurry is groundwater flow rate >grouting rate >slurry mixing volume ratio.[Conclusions ]The results of the simulation analysishave certain reference value of the application of cement-water glass slurry in the actual grouting project.Keywords:dynamic water grouting;cement-water glass slurry;slurry viscosity time-variability;numeri⁃cal simulation;diffusion radius0引言在煤矿开采过程中，当遇到断层破碎带、含水层和软弱岩层时，常采用注浆加固技术对影响区域进行堵水和加固［1］。

岩土注浆理论研究进展_战玉宝（1）

岩土注浆理论研究进展_战玉宝（1）A n a l y s i s o n S e n s i t i v i t y o f Q u a l i t y I n d i c a t o r s o f E x p r e s s w a yP a v e m e n tQ I Y a n -j u a n ,WE I S h i -b i n(R e s e a r c h I n s t i t u t e f o r I n f r a s t r u c t u r e s I n s p e c t i o n ,C h i n a A c a d e m y o f R a i l w a y S c i e n c e s ,B e i j i n g 100081,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r s t u d i e st h ef a c t o r st h a t i n f l u e n c eq u a l i t yi n d i c a t o r so f e x p r e s s w a yp a v e m e n t t h r o u g h e s t a b l i s h i n g a n a l y s i s m o d e l o f p r i n c i p a l c o m p o n e n t s .I t c a r r i e s o u t r e l a t i v ea n a l y s i s f o r t h es e n s i t i v i t yo f 10i n f l u e n c i n g f a c t o r s c o m b i n e d w i t h a l a r g e a m o u n t o f t e s t d a t a .T h e r e s u l t i n d i c a t e s t h a t t h e t h r e e -p a r a m e t e r s o f a s p h a l t -a g g r e g a t e r a t i o ,s i e v e p a s s r a t e a n d a i r v o i d s r a t i o m a y b e u s e dt o d e s c r i b e t h e i n f l u e n c e o np a v e m e n t p e r f o r m a n c e o n b e h a l f o f 10i n f l u e n c i n g f a c t o r s .T h ea n a l y s i s m o d e l a n db a s i c m a t h e m a t i c t h e o r y a d o p t e di n t h i s p a p e r m a y p r o v i d e s c i e n t i f i c e v i d e n c e f o r e v a l u a t i o n o f p a v e m e n t q u a l i t y i n p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g .K e yw o r d s :e x p r e s s w a y ;m a i n c o m p o n e n t s a n a l y s i s ;q u a l i t y i n d i c a t o r s ;s e n s i t i v i t y参考文献:[1]庄传仪,胡家波,叶亚丽.旧沥青路面现场热再生利用及路用性能研究[J ].路基工程,2009(3):40-41.[2]郭尧,易志刚,王月仙.探讨提高高速公路路面质量的改进方案[C ].第四届全国研究生数学建模竞赛论文集,北京:北京航空航天大学出版社,2007:72-78.[3]胡昌斌,邱欣,索智.高速公路沥青混凝土路面使用性能参数概率分布特性统计分析[J ].公路,2004,3(3):24-30.[4]辛德刚,王哲人.高速公路沥青路面材料与结构[M ].北京:人民交通出版社,2002.[5]郭尧,张敏江.直剪试验中对土抗剪强度的一种修正方法[J ].沈阳建筑大学学报,2005,21(2):96-98.[6]姜启源.数学模型[M ].北京:高等教育出版社,2000.[7]王文波.数学建模及其基础知识详解[M ].武汉:武汉大学出版社,2006.[8]张志涌,徐彦琴.M a t l a b 教程-基于6.x 版本[M ].北京:北京航天航空大学出版社,2001.收稿日期:2009-03-10基金项目:山东省交通科技项目(2007Y 10)作者简介:战玉宝(1978-),男,山东安丘人。

考虑浆液黏度时变性的动水注浆模拟

型"但是这!种模型均无法很好地模拟浆液的黏度
时变性&根据李术才等的 )%* 结论"将浆液的黏度时
变性编写成新的流体模型"并植入到 (<NI.(,V 中&水泥硅酸钠浆液和高聚物改性材料的水灰比
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式中%,为流体的运动黏度'*"+ 为达西福希海默参
数"采用 1=JLI)"%*提出的算法"即
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式中%& 为孔隙率'7!$为中值粒径"即粒径大于该值
31/'-&0'%,P9C<:NYGTO=9JN9:9JEPD:NIRE=9ICNIMQE::NIP9LIMN=EIJ=9LMEIJ"DIOMGNN=9SE9I9H J=9LIOQDMN=QE::PDLSNMGN:9SS9HJ=9LM;69ONN<:TNY<:9=NS:L==TOEHHLSE9ILION=GTO=9OTIDCEP P9IOEME9IS"DJ=9LMEIJ C9ON:ESNSMDZ:ESGNOZDSNO9IMGN9<NI>S9L=PNS9HMQD=N(<NI.(,V;6GN :DQ9HS:L==TOEHHLSE9IDIOEMSEIH:LNIPEIJHDPM9=SD=NSMLOENO;*NSL:MSSG9QMGDMS:L==TOEHHLSE9I GDS9ZRE9LSDSTCCNM=T LION=GTO=9OTIDCEPP9IOEME9IS;6GNOEHHLSE9I OESMDIPNEIMGNRN=MEPD: QDMN=H:9QOE=NPME9IESD:QDTSJ=NDMN=MGDIMGDMEIMGNP9LIMN=>PL==NIMOE=NPME9I;6GNEIP=NDSNEI QDMN=H:9QRN:9PEMTDIOMGNONP=NDSNEIJ=9LMEIJRN:9PEMTONP=NDSNMGNOEHHLSE9IOESMDIPN9HS:L==T; 6GNOEHHLSE9I9HPNCNIM>S9OELCSE:EPDMNESSECE:D=M9MGDM9H<9:TCN=C9OEHENOPNCNIMJ=9LMLION= GTO=9OTIDCEPP9IOEME9ISZLM<9:TCN=C9OEHENOPNCNIMJ=9LMGDSDZNMMN==NEIH9=PNCNIMNHHNPMDMD :9Q QDMN=H:9QRN:9PEMT;

考虑浆液稠度变化的盾构壁后注浆扩散模型

考虑浆液稠度变化的盾构壁后注浆扩散模型周佳媚;刘欢;张迁;戴龙钦;曹国栋【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2018(015)003【摘要】盾尾脱离管片后,在土体与盾构隧道管片间形成一个环形柱状空隙,对盾尾空隙进行壁后注浆是控制地层应力释放和地层变形的重要手段.以幂律型浆液为研究对象,建立恒定注浆速率条件下盾构隧道壁后注浆渗透扩散模型,分别推导浆液渗透扩散区内稠度时空变化与空间稠度不变时的压力时空分布方程及因注浆造成的管片压力计算公式;结合具体工程算例,分析浆液压力与注浆时间、浆液扩散半径之间的关系,讨论注浆压力、幂律型浆液水灰比和注浆时间等因素对管片所受压力的影响.并对浆液扩散区内稠度时空变化与空间稠度不变的计算结果进行相应的比较,说明盾构壁后注浆考虑稠度时空变化的必要性.研究成果为盾构隧道壁后注浆参数的选择提供一定的计算依据.【总页数】8页(P710-717)【作者】周佳媚;刘欢;张迁;戴龙钦;曹国栋【作者单位】西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都 610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都 610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都 610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都 610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U451【相关文献】1.盾构隧道壁后注浆浆液毛细管渗透扩散模型 [J], 叶飞;刘燕鹏;苟长飞;张金龙;周卓2.盾构隧道壁后注浆浆液时变半球面扩散模型 [J], 叶飞;苟长飞;刘燕鹏;孙海东3.盾构壁后注浆宾汉姆浆液驱替渗透扩散模型 [J], 叶飞; 韩鑫; 秦楠; 高翔4.考虑稠度时变作用幂律型浆液的隧道管片壁后注浆柱形扩散研究 [J], 杨剑;檀俊坤;刘日彤;张细宝;彭祖民5.基于浆液稠度时空变化的盾构隧道壁后注浆扩散机制 [J], 乔世范;檀俊坤;郭佳奇;张细宝;谢济仁;喻伟;方正因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水泥浆液裂隙注浆扩散规律模型试验与数值模拟_刘健

2
裂隙注浆模型试验
2.1 试验设计目的为了揭示浆液在具有一定流速的动水条件下的扩散运移规律，研究其扩散形态和压力场分布，本试验设计的目的为： (1) 研究浆液在静水及动水不同注浆速率条件下的扩散形态，为动水治理工程中注浆孔布置提供参考依据。 (2) 研究注浆过程中压力场变化规律，为动水注浆治理工程中的注浆终压选择提供依据。 (3) 对现有水泥注浆扩散理论提供试验验证。 2.2 试验系统
隔水边界30几何模型与边界条件fig2geometricalmodelboundarycondition量边界隔水边界浆时间增长扩散形态基本不再发生变化且逆水方向扩散范围明显小于顺水方向推断由于浆液逆水扩散受到地下水的阻滞作用同时水流的冲刷作用把更多的浆液搬运至下游见图注浆孔动水流向浆液静水扩散试验形态fig3slurrydispersionpatternstestunderhydrostaticcondition浆液动水扩散试验形态slurrydispersionpatternstestunderhydrodynamiccondition数值模拟结果静水注浆条件下数值模拟结果如图所示图中数值表示体积分数下同
(2) 连续性方程
u 0
控制区域质量守恒，体积不变。
(2)
连续方程即速度散度为 0，表征了运动过程中
(3) 两相流界面控制方程
u IS (1 ) t | | 为控制界面厚度参数，为动力黏度(Pa・s)。本文计算采用体积分数方法表征浆–水相界面的运动规律。 3.3 计算参数数值模型计算参数如表 1 所示，浆水混合区的计算形态采用体积分数表示方法。为研究注浆速率对扩散规律的影响，分别对浆液法向流速 0.6 和 1.6