全风化花岗岩加固特性注浆模拟试验 被引量：30

1

作者 王凯 李术才 +3 位作者 杨磊 张庆松 李召峰 袁敬强 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期1199-1209,共11页

针对全风化花岗岩自稳能力差、遇水极易软化崩解等特点,依托广西均昌隧道帷幕注浆灾害治理工程,设计全风化花岗岩注浆模拟试验,通过改变注浆压力,对被注介质单轴抗压强度、抗剪强度、渗透系数、崩解率等参数进行测定,研究注浆对全风化... 针对全风化花岗岩自稳能力差、遇水极易软化崩解等特点,依托广西均昌隧道帷幕注浆灾害治理工程,设计全风化花岗岩注浆模拟试验,通过改变注浆压力,对被注介质单轴抗压强度、抗剪强度、渗透系数、崩解率等参数进行测定,研究注浆对全风化花岗岩地层强度特性和水理特性的影响机制.试验结果表明:全风化花岗岩地层中,注浆以劈裂模式为主;随着注浆压力的提高,主浆脉扩展厚度不断提高,被注介质的劈裂区(含浆脉)及压密区(不含浆脉)的单轴抗压强度和抗剪强度均显著增长;在注浆压力为2.0,MPa时,劈裂区抗压强度提高了152.4%,,抗剪强度(σ_n=200 kPa)提高了348.6%,,压密区抗压强度提升71.4%,,抗剪强度(σ_n=400 kPa)提升了149.6%,;注浆加固后被注介质渗透系数大幅降低,水稳定性显著提高. 展开更多

关键词 全风化花岗岩 注浆模拟试验 注浆压力 水稳定性 注浆效果

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基于注浆模拟的道路基层碱激发材料加固效果研究 被引量：3

2

作者 问鹏辉 王朝辉 张磊 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第1期276-282,共7页

为更好地将碱激发材料应用于道路基层注浆加固工程中,开发了室内注浆模拟小型足尺试验装置,测试评价了不同级配水稳碎石基层及不同脱空工况下的碱激发材料注浆加固效果,预测了碱激发注浆材料及其注浆后形成结石体的7 d抗压强度相关关系... 为更好地将碱激发材料应用于道路基层注浆加固工程中,开发了室内注浆模拟小型足尺试验装置,测试评价了不同级配水稳碎石基层及不同脱空工况下的碱激发材料注浆加固效果,预测了碱激发注浆材料及其注浆后形成结石体的7 d抗压强度相关关系。结果表明:碱激发注浆材料对于处治水稳碎石基层脱空病害具有良好的适应性,对于间断级配型基层的处治效果更优,其处治后结石体7 d抗压强度可达10. 91～12. 54 MPa,满足重载交通下水稳碎石基层的强度要求;在处治不同脱空程度的基层病害时,整体芯样的抗压强度随着注浆高度的增加而增大,碱激发注浆材料形成结石体早期强度形成速度较快,有利于快速开放交通;注浆后的混合料结石体与注浆材料的7 d抗压强度呈现出较强的相关性。 展开更多

关键词 道路工程 注浆模拟 碱激发材料 加固

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基于颗粒流的围岩注浆动态过程模拟研究 被引量：16

3

作者 耿萍 卢志楷 +2 位作者 丁梯 权乾龙 晏启祥 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第3期34-40,共7页

研究目的:富水地层隧道开挖易发生突水突泥,注浆为一种有效防范措施。本文基于颗粒流离散元方法,研究围岩注浆对富水地层隧道开挖的影响,通过对岩体注浆过程进行细观动态模拟,研究不同注浆压力和注浆孔布设方式下的注浆效果,从而为优化... 研究目的:富水地层隧道开挖易发生突水突泥,注浆为一种有效防范措施。本文基于颗粒流离散元方法,研究围岩注浆对富水地层隧道开挖的影响,通过对岩体注浆过程进行细观动态模拟,研究不同注浆压力和注浆孔布设方式下的注浆效果,从而为优化注浆方案提供参考。研究结论:(1)注浆压力的大小决定了最终浆液扩散形式,即注浆压力增大,注浆形式由渗透注浆变成劈裂注浆;(2)通过颗粒流软件模拟出的动态效果及数据分析,验证了劈裂注浆是压密→劈裂→压密→劈裂的动态过程,直至浆液的扩散压力不足以再劈裂围岩颗粒时趋于稳定;(3)多孔同时注浆时浆体很难进入到中心位置;(4)基于本文的研究对象,劈裂注浆的效果优于渗透注浆,考虑过大注浆压力对岩土体的冲击作用,工程应用时可尽量采用起劈压力进行劈裂注浆,且注浆时并不是较多的注浆孔同时注浆就能得到更好的效果,要针对实际地质情况,合理安排注浆孔以及注浆顺序,避免地层薄弱点出现在多孔同时注浆的中心点处;(5)本研究成果可为软弱地层注浆孔的布置原则及注浆质量控制提供参考。 展开更多

关键词 隧道工程 注浆动态模拟 颗粒离散元 注浆压力 注浆孔布置 参数标定

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砂土介质注浆渗透扩散试验与加固机制研究 被引量：41

4

作者 沙飞 李术才 +4 位作者 林春金 刘人太 张庆松 杨磊 李召峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4259-4269,共11页

设计了一套可视化砂土介质恒压注浆渗透扩散与加固模拟试验装置。选用普通硅酸盐42.5水泥(OPC)、超细硅酸盐水泥(MC)、超细硫铝水泥(MSAC)及自主研发材料(EMCG),对砂土多孔介质进行了注浆渗透扩散与加固试验。研究了细砂土体不同浆液、... 设计了一套可视化砂土介质恒压注浆渗透扩散与加固模拟试验装置。选用普通硅酸盐42.5水泥(OPC)、超细硅酸盐水泥(MC)、超细硫铝水泥(MSAC)及自主研发材料(EMCG),对砂土多孔介质进行了注浆渗透扩散与加固试验。研究了细砂土体不同浆液、注浆压力工况下扩散距离、注浆量随时间变化规律,以及不同浆液、砂样级配及注浆压力对加固效果影响。采用极差分析法确定了加固效果主控因素,获得了加固体宏观破坏模式,通过SEM分析了岩-浆界面微观加固模型,揭示了不同材料加固效果差异的本质原因。研究结果表明:注浆材料与颗粒质量分数主导着细砂土体可注性,注浆压力对可注性提高程度不大,EMCG可注性最强,MC、MSAC次之,OPC最差;在完全可注情况下,砂样级配越细,加固体强度改善效果越明显;EMCG材料加固体7、28 d强度明显高于MSAC、MC、OPC加固体;EMCG的7 d加固体强度达到28 d参数70%以上;注浆材料主导着注浆加固效果,EMCG对不同级配砂土体注浆加固效果显著优于其他水泥类材料,OPC最差;注浆后EMCG浆-岩界面生成的致密C-S-H凝胶体能够有效提高胶结强度。最后从注浆材料选型、注浆过程控制、钻孔布置方面对砂土层渗透注浆设计方法提出了工程治理改进建议。 展开更多

关键词 砂土多孔介质 注浆模拟试验 渗透扩散 注浆材料 加固效果 岩-浆加固机制

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水泥-水玻璃浆液裂隙注浆扩散的室内试验研究 被引量：38

5

作者 张庆松 张连震 +5 位作者 刘人太 韩伟伟 朱明听 李相辉 郑东柱 徐咸辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2159-2168,共10页

动水环境中的注浆扩散规律对指导突涌水治理注浆设计与施工具有重要意义。通过开展水泥-水玻璃(C-S)浆液单一平板裂隙动水注浆模型试验,揭示了基于试验条件下的C-S浆液裂隙动水注浆扩散过程的非对称椭圆(AE)扩散规律,提出浆水速比的概... 动水环境中的注浆扩散规律对指导突涌水治理注浆设计与施工具有重要意义。通过开展水泥-水玻璃(C-S)浆液单一平板裂隙动水注浆模型试验,揭示了基于试验条件下的C-S浆液裂隙动水注浆扩散过程的非对称椭圆(AE)扩散规律,提出浆水速比的概念并用其拟合AE扩散控制参数随时间的变化曲线,分析了浆水速比对浆液扩散范围的影响,最终建立了描述浆液扩散迹线的瞬态方程。研究结果表明:浆液扩散迹线可以采用随时间变化的非对称椭圆进行描述;逆水扩散距离和扩散开度与浆水速比正相关而浆液顺水扩散距离与浆水速比负相关。并据此对裂隙动水注浆设计提出了建议,希望对实际注浆工程提供一定借鉴。 展开更多

关键词 裂隙动水注浆 水泥-水玻璃浆液 注浆模拟试验 扩散规律

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砾石土层中注浆扩散参数的研究 被引量：7

6

作者 杨志全 牛向东 +5 位作者 侯克鹏 周宗红 梁维 郭延辉 程涌 杨八九 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期397-402,共6页

采用注浆模拟试验与数值分析等研究方法,探讨了砾石土层中注浆的注浆量、浆液扩散半径及注浆形成的结石体抗压强度等参数预测计算模型,并设计试验对其进行了验证。试验结果表明,砾石土层中注浆的注浆量、浆液扩散半径及结石体的抗压强... 采用注浆模拟试验与数值分析等研究方法,探讨了砾石土层中注浆的注浆量、浆液扩散半径及注浆形成的结石体抗压强度等参数预测计算模型,并设计试验对其进行了验证。试验结果表明,砾石土层中注浆的注浆量、浆液扩散半径及结石体的抗压强度等参数预测计算模型计算的注浆量、浆液扩散半径与注浆结石体抗压强度的理论值与试验实测值间虽分别有10%、5%、10%左右的差异,但均相差不大,因此,可用来预测砾石土层实际注浆工程中的注浆量、浆液扩散半径及注浆形成的结石体的抗压强度等参数。研究成果不仅可为砾石土层实际注浆工程实践提供理论支撑,还可为砾石土诱发的滑坡、泥石流等灾害的防灾减灾提供技术参考。 展开更多

关键词 砾石土 注浆模拟试验 数值分析 注浆扩散参数

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顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验 被引量：10

7

作者 马险峰 邹宇翔 +1 位作者 李向红 洪斌 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期110-117,共8页

顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地层沉降的关系,在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动,为顶管工程同步注浆技术改进提供理论和试验支持,... 顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地层沉降的关系,在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动,为顶管工程同步注浆技术改进提供理论和试验支持,本文首先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作用及沉降机理进行分析,提出4个沉降阶段的理论假设;然后,使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆模拟系统进行缩尺模型试验,模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进,通过对各组试验沉降曲线对比分析,验证理论分析部分的结论;最后,将试验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程,并在现场布置沉降测点,发现现场监测数据规律与试验结果吻合,进一步验证了本文的结论。研究表明:注浆后的沉降可分为土体塌陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段,其中:土体塌陷阶段时间短,沉降速度快;渗透失水阶段持续时间长,总沉降量大,为地层沉降的主要部分;泥皮形成阶段,膨润土分子在泥浆–地层接触面堆积形成泥皮,浆液不再大量向地层渗透,使得地层沉降大幅减缓;最后的补浆抬升阶段,泥浆的注浆压力作用于泥皮,对上覆土产生推力,产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大,过小的注浆压力和注浆量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降,而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起。选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著,可应用于现场各类顶管工程。 展开更多

关键词 注浆压力 地层沉降 沉降机理 岩土离心机试验 注浆模拟系统

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微纳米无机注浆材料研发与应用 被引量：21

8

作者 张海波 狄红丰 +6 位作者 刘庆波 侯成岩 郑冬冬 柴虎成 周宏范 刘浪 管学茂 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期949-955,共7页

随着煤矿开采深度的增加,千米深井巷道围岩大变形控制难题急需解决,提出了支护-改性-卸压“三位一体”协同控制技术,其中注浆“改性”环节要求注浆材料具有高渗透性和早强性。以硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为主要原料,通过优化配比和... 随着煤矿开采深度的增加,千米深井巷道围岩大变形控制难题急需解决,提出了支护-改性-卸压“三位一体”协同控制技术,其中注浆“改性”环节要求注浆材料具有高渗透性和早强性。以硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为主要原料,通过优化配比和超细粉磨方法研发了具有早强、高渗透性的微纳米无机注浆材料,测试了材料粒径、比表面积、抗压强度、泌水率和凝结时间;采用自制的注浆模拟系统测试了微纳米无机注浆材料注浆加固煤体效果;在中煤新集口孜东矿进行了现场应用。材料性能实验结果表明,硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰三者最优质量比为10∶8∶2,经超细化加工,材料粒径达到6.7μm,比表面积为1200 m 2/kg,达到微纳米级别;水灰比为1.0时,6 h抗压强度达到6.8 MPa,泌水率低至2.8%,初凝时间为10 min。煤体注浆加固模拟实验结果表明,注浆前后煤样强度提高24.4%;现场工程应用结果表明,注浆前后锚杆拉拔力提高了2倍,浆液大量填充煤体裂隙,提高了煤体完整性,扫描电镜观察说明浆液可以通过10μm裂隙,渗透性良好。与传统水泥基注浆材料相比,微纳米无机注浆材料具有更高的渗透性和早期强度;与有机化学注浆材料相比,微纳米无机注浆材料为无机矿物材料,不燃,具有更低的成本和使用安全性。 展开更多

关键词 千米深井 微纳米无机注浆材料 模拟注浆 强度 锚杆拉拔

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钢管混凝土拱桥拱肋吊装及注浆力学仿真分析 被引量：9

9

作者 刘新根 《世界桥梁》 北大核心 2014年第4期59-63,共5页

钢筋混凝土拱桥拱肋吊装存在拱肋空中精确对接、空间构件干涉检验、拱轴线形精确控制和注浆力学分析等难题。根据拱桥的几何模型和力学机理,利用C++语言编制了拱桥拱肋吊装及注浆力学三维虚拟仿真可视化分析软件,以实现拱肋吊装、注浆... 钢筋混凝土拱桥拱肋吊装存在拱肋空中精确对接、空间构件干涉检验、拱轴线形精确控制和注浆力学分析等难题。根据拱桥的几何模型和力学机理,利用C++语言编制了拱桥拱肋吊装及注浆力学三维虚拟仿真可视化分析软件,以实现拱肋吊装、注浆模拟、结构静力分析一体化。利用该软件对上海市某拱桥拱肋吊装过程及拱肋注浆过程进行模拟和预演,对注浆过程进行静力分析,并通过优化设计参数,最终确定了一套安全可行的吊装和注浆方案,为指导现场施工提供了参考。 展开更多

关键词 拱桥 拱肋 吊装 干涉检测 注浆模拟 仿真 静力分析 软件

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散粒体斜坡注浆固坡工程防治技术实验研究 被引量：4

10

作者 卜祥航 傅荣华 +1 位作者 李宁 谭超 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期415-419,共5页

目前,国内外对散粒体斜坡的防治措施研究甚少。笔者推荐注浆固坡工程防治技术,具有"以动制动"特点。本文通过室外注浆物理模拟实验,得出注浆后固结体形态有舌形、灵芝形、柱形、长倒锥形、短倒锥形,其有效半径分别是46.3cm、2... 目前,国内外对散粒体斜坡的防治措施研究甚少。笔者推荐注浆固坡工程防治技术,具有"以动制动"特点。本文通过室外注浆物理模拟实验,得出注浆后固结体形态有舌形、灵芝形、柱形、长倒锥形、短倒锥形,其有效半径分别是46.3cm、26cm、21.4cm、16.5cm、40cm、29.4cm。结合现场颗粒取样筛分实验,研究了散粒体堆积结构对注浆固坡措施的影响,提出颗粒间孔隙比的影响最为主要,并通过计算机优化回归得出注浆量及浆液扩散半径的公式;最后对固结体进行直剪试验,得出注浆后的散粒体强度增加,说明了注浆固坡工程的可行性和合理性。这对散粒体斜坡坡体实施注浆加固工程具有重大的参考价值。 展开更多

关键词 散粒体斜坡模拟实验注浆 扩散半径 注浆量 可行性

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顶管隧道膨润土泥浆对地层扰动影响的离心机实验研究 被引量：2

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作者 刘剑 邹宇翔 +2 位作者 马险峰 李向红 陈伟 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期209-215,共7页

为了探究顶管隧道膨润土泥浆的减阻机制及其性能对地层扰动的影响规律,结合地层和膨润土泥浆的特点,对顶管隧道施工过程中摩擦阻力和地层沉降的产生机制进行了理论分析;采用岩土离心模型实验手段对该机制进行了验证;自主研发了适用于离... 为了探究顶管隧道膨润土泥浆的减阻机制及其性能对地层扰动的影响规律,结合地层和膨润土泥浆的特点,对顶管隧道施工过程中摩擦阻力和地层沉降的产生机制进行了理论分析;采用岩土离心模型实验手段对该机制进行了验证;自主研发了适用于离心模型实验的顶管注浆模拟系统,可以采用不同的泥浆材料与配合比等进行实验研究.通过对实验结果与“减阻泥浆套”现象分析,总结了泥浆黏度、失水量等对地层扰动的影响规律.这些成果在今后类似的工程中具有极好的参考价值. 展开更多

关键词 顶管工程 泥浆性能 黏度 失水量 岩土离心机实验 注浆模拟系统

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