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Effect of aggressive pH media on peat treated by cement and sodium silicate grout 被引量:1
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作者 S.Kazemian A.Prasad +3 位作者 B.B.K.Huat J.Bolouri Bazaz T.A.Mohammed F.N.Abdul Aziz 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第3期840-847,共8页
The effects of aggressive peat nature (pH) on the strength of peat treated by cement and cement-sodium silicate grout were investigated by evaluating the changes in unconfined compressive strength,moisture content,and... The effects of aggressive peat nature (pH) on the strength of peat treated by cement and cement-sodium silicate grout were investigated by evaluating the changes in unconfined compressive strength,moisture content,and scanning electron microscopy (SEM) of samples with time in different pH media.The results indicate that peats treated by cement-silicate have higher strength than peats treated by cement,due to an increase in pH value of the media.Furthermore,cement and cement-silicate are highly effective in reducing the moisture content and void ratio of the treated peats.The microstructures of treated peats support the laboratory test results. 展开更多
关键词 PEAT aggressive pH media cementATION sodium silicate grout microstructure
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高水灰比下超细加工对硫铝酸盐水泥注浆材料微结构与力学性能影响
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作者 王艳芬 艾洁 +3 位作者 程详 赵光明 李英明 孟祥瑞 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期304-315,共12页
为解决矿用水泥注浆材料渗透性差、早期强度低等难题,有效控制深部巷道围岩变形,以硫酸盐水泥熟料、工业副产品脱硫石膏、生石灰作原料,利用煅烧处理协同超细加工工艺研发一种早强超细水泥注浆材料。基于多种表征手段,探究不同水灰比(0.... 为解决矿用水泥注浆材料渗透性差、早期强度低等难题,有效控制深部巷道围岩变形,以硫酸盐水泥熟料、工业副产品脱硫石膏、生石灰作原料,利用煅烧处理协同超细加工工艺研发一种早强超细水泥注浆材料。基于多种表征手段,探究不同水灰比(0.8、1.0、1.2)下原料颗粒粒径对硫铝酸盐水泥注浆材料(SCGM)的浆液特性、力学性能和微观结构的影响规律。研究结果表明:随水灰比、粒径减小,SCGM的凝结时间缩短,泌水率降低,抗压强度逐渐提高;在0.8水灰比下原料粒径为1.5µm时,SCGM2的8 h和7 d抗压强度分别为4.5、14.6 MPa,比对照组SCGM0提升80.0%、45.5%,初凝时间低至3 min,几乎无泌水现象,且实现微膨胀。TG-DTG、XRD及FTIR微观表征证实,SCGM的主要水化产物为AFt、Calcite和C-S-H凝胶,其中AFt含量随水灰比增大、粒径减小而提高;基于CEMDATA18数据库,建立硫铝酸盐水泥热力学模型,验证不同水灰比下SCGM水化产物的演变趋势,并证实随水灰比增大可促进AFt形成与生长;SEM分析表明,水灰比、粒径因素会影响SCGM水化产物的形貌、组分与结构密实度,在0.8水灰比下SCGM2中水化产物相互交接搭配,形成密实的三维网络结构,优化结石体结构,为早强超细水泥基注浆材料的研发提供新思路。 展开更多
关键词 注浆材料 硫铝酸盐水泥 脱硫石膏 高水灰比 超细加工 力学性能
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原位涂层钢筋增强3D打印混凝土握裹力
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作者 崔宏志 曹乐乐 +1 位作者 曹香鹏 巫烁理 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第3期210-216,共7页
为解决直接插入钢筋增强3D打印混凝土技术中的空隙问题,提出了原位涂层技术.分别使用自密实砂浆与超细灌浆水泥作为原位涂层材料,制备了原位涂层钢筋增强3D打印混凝土,研究了钢筋在混凝土中的拉拔性能.结果表明:使用水泥基材料对钢筋进... 为解决直接插入钢筋增强3D打印混凝土技术中的空隙问题,提出了原位涂层技术.分别使用自密实砂浆与超细灌浆水泥作为原位涂层材料,制备了原位涂层钢筋增强3D打印混凝土,研究了钢筋在混凝土中的拉拔性能.结果表明:使用水泥基材料对钢筋进行原位涂层,可以得到密实的钢筋-混凝土界面,与直接插入技术相比,拉拔强度得到了最大345.0%的提升;钢筋拉拔曲线符合常规的四段式.这证明使用水泥基材料的原位涂层技术可以实际应用于3D打印混凝土的加筋工艺中,并有效提升3D打印混凝土结构的力学性能及耐久性能,为混凝土3D打印技术的工程应用提供了创新方法及理论基础. 展开更多
关键词 3D打印混凝土 原位涂层 自密实砂浆 超细灌浆水泥 加筋增强技术
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煤层底板灰岩区域注浆浆液屈服强度性能实验 被引量:1
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作者 邹军 郭艳 +9 位作者 桂和荣 汪伟民 陈振林 刘发明 戴亚男 胡洋 陈增宝 李俊 高川 李恒 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期182-190,共9页
【目的和方法】近年来,地面定向钻区域注浆是煤矿区底板灰岩水害的首选技术。在其注浆工程实施中,浆液扩散半径一直备受关注,而浆液扩散半径受浆液剪切屈服强度(简称“屈服强度”)、浆液相对密度、注浆压力等多种因素制约,影响现场注浆... 【目的和方法】近年来,地面定向钻区域注浆是煤矿区底板灰岩水害的首选技术。在其注浆工程实施中,浆液扩散半径一直备受关注,而浆液扩散半径受浆液剪切屈服强度(简称“屈服强度”)、浆液相对密度、注浆压力等多种因素制约,影响现场注浆工程实施效果,其中屈服强度无法现场测试。以淮北煤田恒源煤矿实际注浆工况为例,通过配制不同水灰比浆液,开展浆液剪切实验,分析初始黏度、凝结时间等因素影响,获得屈服强度参数,探讨屈服强度对浆液扩散半径、注浆压力等因素的影响。【结果和结论】结果显示:(1)恒源煤矿P.O42.5级水泥制成的相对密度1.2~1.6的水泥浆,随着初凝时间的增加,浆液的初始黏度总体上随浆液相对密度的增大而增大,浆液相对密度越大,黏度增长越快。(2)区域注浆水泥在初凝之前的剪切应力在0~17 Pa,屈服强度在0~13 Pa;浆液相对密度1.2、1.3的浆液易于流淌,适用于底板太原组第三层灰岩窄而深的细微裂缝的灌注。(3)相同注浆条件下,随浆液屈服强度增加浆液扩散范围减小,当屈服强度为0.5 Pa时,浆液扩散范围大于35 m;当屈服强度大于1.5 Pa时,浆液扩散范围开始小于10 m。(4)示踪试验验证,实际浆液扩散较远处水泥主要来自屈服强度较低的相对密度为1.2的浆液,与室内实验结果相一致。该研究对注浆治理工程实施具有一定的参考作用。 展开更多
关键词 底板区域治理 浆液流型 浆液剪切实验 浆液屈服强度 淮北煤田恒源煤矿
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动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响 被引量:1
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作者 王宏亮 罗冉 +3 位作者 刘夕奇 雷乐乐 翁磊 吴龙骥 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第2期417-423,共7页
为研究动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响,对动水冲刷后留存浆液形成的结石体开展了单轴压缩试验,通过核磁共振和扫描电子显微镜表征了结石体的微观结构,结合微观结构讨论了动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响机制。结果表明,动... 为研究动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响,对动水冲刷后留存浆液形成的结石体开展了单轴压缩试验,通过核磁共振和扫描电子显微镜表征了结石体的微观结构,结合微观结构讨论了动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响机制。结果表明,动水冲刷导致注浆材料的单轴抗压强度和弹性模量明显下降,且随着水流速度增加,衰减程度愈加显著。同时,留存浆液结石体的峰值应变和极限应变均有所降低,当水流速度达到1.0 m/s时,留存浆液结石体表现出明显的脆性破坏特征。此外,留存浆液结石体中的微孔数量显著增加,这是其力学性能衰减的主要原因。本研究有助于深入理解注浆材料在动水冲刷环境中的真实力学性能。 展开更多
关键词 注浆材料 水泥浆液 动水冲刷 力学性能 微观结构
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不同水灰比下矿用超细水泥注浆材料性能试验研究
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作者 周柏坊 孟祥瑞 +4 位作者 王艳芬 程详 赵光明 李英明 刘少泽 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第4期120-135,共16页
水灰比是影响水泥基注浆材料性能的关键因素,在不同水灰比下多组分胶凝体系水化特性会产生显著差异。为明确水灰比与矿用超细水泥体系性能的内在关联,以减水剂、膨胀剂、速凝剂为外加剂掺杂超细硅酸盐水泥制备超细水泥注浆材料(UPCGM),... 水灰比是影响水泥基注浆材料性能的关键因素,在不同水灰比下多组分胶凝体系水化特性会产生显著差异。为明确水灰比与矿用超细水泥体系性能的内在关联,以减水剂、膨胀剂、速凝剂为外加剂掺杂超细硅酸盐水泥制备超细水泥注浆材料(UPCGM),借助不同宏微观测试方法,探究水灰比(0.45~0.80)对UPCGM浆液性能、力学特性与结石体微观结构的影响规律,并深入解析其内在水化机理。结果表明:①水灰比与UPCGM浆液流动度、凝结时间成正相关性,而与结石体的体积膨胀率成负相关性;②随水灰比增加,UPCGM力学强度呈先增大后减小趋势,水灰比为0.50时,结石体显示出最佳力学性能,养护3 d抗压强度(33.70 MPa)比0.60~0.80水灰比提升298.82%~466.39%,28 d抗压强度(50.70 MPa)与抗折强度(8.50MPa)分别提升18.18%~85.71%和50.44%~95.85%;③热力学建模、XRD、FTIR与SEM证实,水灰比的变化会影响UPCGM水化程度、水化产物、孔隙结构与密实性,其中AFt含量、尺寸随水灰比增大而增大;④与矿用无机加固复合砂浆(KWJG-1)对比发现,UPCGM流动度、早期抗压强度与抗折强度略低,但具有明显增强的浆液稳定性、早凝特性与后期抗压强度,水灰比0.50和0.80下养护28 d抗压强度分别比KWJG-1提高14.50%和35.48%,在巷道围岩注浆加固领域具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 超细水泥 水灰比 注浆材料 抗压强度 水化机理
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普朗铜矿自然崩落开采塌陷区冰碛物水泥注浆模拟试验研究
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作者 杨希 孙伟 +4 位作者 王少勇 李争荣 程海勇 姜明归 樊锴 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期775-788,共14页
为研究水泥浆液在冰碛物中的扩散规律及固化效果,设计了一套冰碛物注浆室内试验装置,探究水泥浆液在冰碛物中扩散的基本机理及发展过程,并分析不同注浆压力下水泥浆液的扩散规律及固化效果。结果表明:受渗滤效应影响,水泥浆液在冰碛物... 为研究水泥浆液在冰碛物中的扩散规律及固化效果,设计了一套冰碛物注浆室内试验装置,探究水泥浆液在冰碛物中扩散的基本机理及发展过程,并分析不同注浆压力下水泥浆液的扩散规律及固化效果。结果表明:受渗滤效应影响,水泥浆液在冰碛物中无法渗透扩散,只能通过压密和劈裂的方式进行扩散。注浆初期,水泥浆液鼓泡并对冰碛物产生压密作用。随着注浆压力不断增大,冰碛物沿最薄弱面产生裂隙,浆液沿裂隙进入形成劈裂浆脉,对冰碛物产生骨架支撑作用。水泥浆液注浆量、扩散半径、劈裂缝宽和劈裂通道长度均与注浆压力呈正相关关系。该研究结果可为冰碛物注浆工程与塌陷坑地质灾害防治提供参考。 展开更多
关键词 冰碛物 水泥浆液 注浆压力 渗滤效应 扩散规律
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原位聚合对水泥基注浆加固材料性能的影响
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作者 蒋恒 柴虎成 +3 位作者 刘二层 张海波 宋常胜 巩志力 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第6期2149-2158,共10页
在“三高一扰动”影响下,深部煤矿巷道围岩极易出现持续性大变形、煤岩软化和渗透性差等问题,本研究采用丙烯酰胺(AM)单体对硫铝酸盐水泥注浆材料(SCGM)进行原位聚合改性,系统研究了AM掺量对SCGM浆液性能、力学性能及微观结构的影响,并... 在“三高一扰动”影响下,深部煤矿巷道围岩极易出现持续性大变形、煤岩软化和渗透性差等问题,本研究采用丙烯酰胺(AM)单体对硫铝酸盐水泥注浆材料(SCGM)进行原位聚合改性,系统研究了AM掺量对SCGM浆液性能、力学性能及微观结构的影响,并探讨了其增韧机理。结果表明,AM可以改善浆液的流动性,但当AM掺量达到30%(质量分数)后,浆液的初凝时间大于50 min,最高反应温度大于80.0℃,影响浆液的自封闭效果和安全性。AM原位聚合改性可以增强结石体与煤体的粘接强度,大幅度提高SCGM的韧性。当AM掺量为20%时,与对照组相比,28 d煤粘接强度提高20.6%,28 d压缩相对韧性提高35.4倍,28 d拉伸相对韧性提高15.2倍。车集煤矿2715下巷的现场应用结果表明,采用20%AM原位聚合改性的SCGM对煤岩体完整性、稳定性的提高效果更好,巷道掘进100 d后的收缩率被控制在2%以内。该研究为深部煤矿巷道围岩注浆加固领域提供了一种高韧性材料,对深部煤矿巷道的稳定与安全保障具有重要意义。 展开更多
关键词 注浆材料 丙烯酰胺 硫铝酸盐水泥 原位聚合 韧性 可注性
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适用于采空区治理及残矿回收的“人工关键层”构建及应用
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作者 胡世利 邱景平 +1 位作者 孙晓刚 熊博 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期48-55,共8页
为实现采空区治理与残矿回收的有效结合,以内蒙古某矿山为工程背景,基于关键层理论,采用废石散体水泥灌浆胶结充填采空区构建“人工关键层”,支撑采空区的顶部围岩;采用废石散体黄沙料浆胶结充填其他采空区,进一步控制采空区变形。通过... 为实现采空区治理与残矿回收的有效结合,以内蒙古某矿山为工程背景,基于关键层理论,采用废石散体水泥灌浆胶结充填采空区构建“人工关键层”,支撑采空区的顶部围岩;采用废石散体黄沙料浆胶结充填其他采空区,进一步控制采空区变形。通过“人工关键层”与胶结充填体、围岩之间的耦合作用,达到了平衡地应力和控制围岩变形的目的。分别通过理论计算与数值模拟方式,系统研究了“人工关键层”厚度、耦合体应力特征及地表沉降值分布规律。研究表明:“人工关键层”作为再生顶板具有较好的稳定性,关键层厚30 m时最大地表沉降2.17 mm,满足《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》对地表沉降的要求。根据数值计算获得应力分布与位移特征,确定了由上而下、由边至中的施工原则,以及“构建‘人工关键层’—现状采空区治理—残矿回收—采空区综合治理”的施工步骤,达到了采空区治理与残矿回收的双赢效果,对于类似矿山有一定的参考意义。 展开更多
关键词 采空区治理 残矿回收 废石散体 水泥灌浆 人工关键层
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动水条件下岩体二维随机裂隙网络可视化注浆试验研究
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作者 曹成 陈东来 +1 位作者 许增光 柴军瑞 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第4期153-159,共7页
裂隙岩体注浆是控制地下工程水害的有效方法。然而,由于地下结构的隐蔽性,浆液在裂隙岩体中的扩散过程及其作用机制尚不明确。通过构建二维随机裂隙网络,开展了可视化注浆试验,系统研究了动水压力、催化剂含量、注浆压力及水灰比对浆液... 裂隙岩体注浆是控制地下工程水害的有效方法。然而,由于地下结构的隐蔽性,浆液在裂隙岩体中的扩散过程及其作用机制尚不明确。通过构建二维随机裂隙网络,开展了可视化注浆试验,系统研究了动水压力、催化剂含量、注浆压力及水灰比对浆液扩散规律的影响机制。结果表明:基于浆液扩散形态和封堵率,可将扩散模式划分为未扩散未封堵型、扩散未封堵型和扩散封堵型;各影响因素对封堵率的影响权重依次为动水压力、催化剂含量、水灰比和注浆压力;封堵率与动水压力、水灰比呈负相关,与催化剂含量、注浆压力呈正相关。研究成果可为裂隙岩体动水注浆的研究和技术开发提供支撑。 展开更多
关键词 地下工程 岩体裂隙 动水条件 注浆 扩散机制 催化剂 水灰比 封堵率
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刚性桥梁墩台裂缝修补大流动度灌浆料试验研究
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作者 赵光 李锋 《混凝土》 北大核心 2025年第7期244-247,255,共5页
刚性桥梁墩台混凝土表面裂缝严重影响工程质量,研究应用于刚性桥梁墩台裂缝修补的大流动度灌浆料,做了灌浆料配合比试验研究。试验结果表明:(1)粉煤灰影响灌浆料流动度,最佳掺量4.0%;硅灰对灌浆料抗压强度有利影响,最佳掺量3.0%;石膏决... 刚性桥梁墩台混凝土表面裂缝严重影响工程质量,研究应用于刚性桥梁墩台裂缝修补的大流动度灌浆料,做了灌浆料配合比试验研究。试验结果表明:(1)粉煤灰影响灌浆料流动度,最佳掺量4.0%;硅灰对灌浆料抗压强度有利影响,最佳掺量3.0%;石膏决定灌浆料膨胀性能,最佳掺量4.5%。(2)减水剂掺量增加,灌浆料初始流动度逐渐增大,掺量超过0.13%,30 min损失增大,最佳掺量0.13%。(3)纤维素醚掺量增加,灌浆料的泌水状况得到明显改善,掺量0.03%无泌水。初始流动度逐渐减小,30 min流动度先增大后减小,最佳掺量0.03%。(4)m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(硅灰)∶m(石膏)∶m(石英砂)∶m(河砂)∶m(减水剂)∶m(膨胀剂剂)∶m(消泡剂)∶m(水)∶m(纤维素醚)=40.5%∶4%∶3%∶4.5%∶26%∶22%∶0.13%∶0.005%∶0.005%∶15%∶0.03%。 展开更多
关键词 刚性桥梁墩台 裂缝修补 水泥基灌浆料 流动度 抗压强度
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高氯盐加速侵蚀下水泥-水玻璃双液浆结石体耐久性研究
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作者 王倩倩 戴航 +4 位作者 王立川 张春瑜 李利平 王海彦 张京京 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第9期3137-3146,共10页
水泥-水玻璃(C-S)双液浆作为注浆堵水加固材料,在高氯盐侵蚀作用下服役性能劣化机制尚无系统性研究。本文通过抗压强度、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压汞法(MIP)等宏观微观测试,研究水灰比(w/c)及水玻璃浓度对C-S双液浆的工... 水泥-水玻璃(C-S)双液浆作为注浆堵水加固材料,在高氯盐侵蚀作用下服役性能劣化机制尚无系统性研究。本文通过抗压强度、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压汞法(MIP)等宏观微观测试,研究水灰比(w/c)及水玻璃浓度对C-S双液浆的工作性能、高氯盐养护环境下C-S双液浆结石体(简称C-S结石体)的力学性能、物相演变和孔隙结构的影响。结果表明,C-S双液浆的化学胶凝时间在一定范围内随w/c和水玻璃浓度的减小而缩短,最短化学胶凝时间低于35 s,满足快速堵水需求。在氯盐浓度大于15%(质量分数)养护环境中,两种最优配合比(w/c为0.6、水玻璃浓度为34°Bé与w/c为0.7、水玻璃浓度为30°Bé)的C-S结石体的抗压强度在养护56 d前高于淡水养护环境。此外,两种最优配合比的C-S结石体养护90 d后仍表现出良好的耐氯盐侵蚀性能。微观分析表明,在高氯盐浓度环境中,C-S结石体短期内生成弗里德尔盐(Fs),力学性能提升,但长期侵蚀会导致水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙,力学性能下降。 展开更多
关键词 水泥-水玻璃 双液浆 高氯盐 力学性能 孔结构 微观结构
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碱金属盐对硫铝酸盐水泥基注浆材料的影响
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作者 郝瑞婷 赵钰彬 +2 位作者 那森 薛婉文 廖霖 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期293-299,共7页
通过揭示碱金属盐在注浆材料中的作用机理,可以更好地利用碱金属盐类早强剂调控注浆材料的性能。基于此,开展了碱金属盐对硫铝酸盐水泥基注浆材料宏观性能及水化机理影响的研究,第一阶段研究了碱金属盐Na_(2)CO_(3)、Na_(2)SO_(4)对抗... 通过揭示碱金属盐在注浆材料中的作用机理,可以更好地利用碱金属盐类早强剂调控注浆材料的性能。基于此,开展了碱金属盐对硫铝酸盐水泥基注浆材料宏观性能及水化机理影响的研究,第一阶段研究了碱金属盐Na_(2)CO_(3)、Na_(2)SO_(4)对抗压强度和凝结时间的影响,第二阶段选取第一阶段获得的最佳碱金属掺量,研究了碱金属盐对注浆材料浆体性质及水化产物的影响。试验结果表明,碱金属盐中阳离子和阴离子均能不同程度地影响注浆材料的水化过程进而影响其硬化体强度。掺Na_(2)CO_(3)的注浆材料水化初期,Na^(+)易溶出且参与反应的程度低,体系碱度升高,CO_(3)^(2-)与Ca^(2+)结合生成碳酸钙沉淀,凝结时间缩短,4h的抗压强度高达18.95MPa;掺入Na_(2)SO_(4)的体系,SO_(4)^(2-)抑制石膏溶解,延缓了水化放热峰的出现,累计放热量增加对后期强度增长有利,但AFt后期结晶压力过大引起强度塌缩,28d的抗压强度为31.84MPa。研究对注浆材料外加剂的选择及复配提供了理论依据。 展开更多
关键词 硫铝酸盐水泥基注浆材料 碱金属盐 宏观性能 液相性质 水化机理
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弱胶结膨胀性富水煤巷围岩变形破坏特征及控制技术
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作者 杭银建 刘洪林 李国栋 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期54-60,共7页
针对富水弱胶结膨胀性软岩煤巷顶板下沉强烈、锚杆(索)破断等问题,以赛尔六矿A4301运输巷为工程背景,研究弱胶结软岩物理与力学特征、巷道围岩变形破坏特征以及锚固体失稳机制,提出相应的围岩控制技术。研究表明:弱胶结岩石粘土矿物含量... 针对富水弱胶结膨胀性软岩煤巷顶板下沉强烈、锚杆(索)破断等问题,以赛尔六矿A4301运输巷为工程背景,研究弱胶结软岩物理与力学特征、巷道围岩变形破坏特征以及锚固体失稳机制,提出相应的围岩控制技术。研究表明:弱胶结岩石粘土矿物含量高,蒙脱石含量大于10%,砂质泥岩崩解时间为0.97 h,膨胀率为5.43%;受A5煤层裂隙水影响,顶板下沉、底鼓强烈,锚杆(索)支护失效率高;顶板浸水时巷道顶板围岩强度大幅降低,产生显著膨胀应力和竖向膨胀变形,锚杆(索)被拉断或剪断,造成支护体系失效。实践表明:采用“锚-封-改”一体化控制技术可有效地控制富水弱胶结膨胀性软岩煤巷围岩变形破坏,为该类巷道围岩工程稳定性控制理论与技术提供参考。 展开更多
关键词 弱胶结软岩 膨胀性 围岩稳定性 钻孔注浆
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破裂煤岩体注浆加固试验方法及重塑机理研究
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作者 孙越 邱新财 +4 位作者 张金磊 王延飞 李庭月 袁磊 张琰岽 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期150-156,共7页
破裂煤岩体注浆加固技术具有隐蔽性强、工艺复杂、施工成本高等特点,通过井下原位试验方式开展注浆方案设计及重塑机理研究相对较为困难;目前关于注浆方案的设计较少,对注浆重塑机理的揭示不够全面。针对上述问题,构建了一种可在实验室... 破裂煤岩体注浆加固技术具有隐蔽性强、工艺复杂、施工成本高等特点,通过井下原位试验方式开展注浆方案设计及重塑机理研究相对较为困难;目前关于注浆方案的设计较少,对注浆重塑机理的揭示不够全面。针对上述问题,构建了一种可在实验室内应用的破裂煤岩体注浆加固试验系统。制作了具有低离散特性的破裂石膏基试件,以水泥浆液中的水灰比为研究变量,利用构建的系统在实验室内进行了不同水灰比下注浆加固试验,并揭示了注浆重塑机理。研究结果表明:①注浆重塑后破裂石膏基试件峰值应力为3.64~5.21 MPa,其承载能力较初始平均残余应力(3.11 MPa)得到有效提升。②随着水灰比增加,水泥浆液黏度及流动性不断改善,高水灰比下即使宽度为0.1 mm左右的裂隙也能得到有效充填,重塑试件骨架效应持续增强;当水灰比由1.00增至1.50时,注浆重塑试件平均峰值应力由3.79 MPa增至5.09 MPa,增幅为34.30%。③在一定范围内,高水灰比的浆液对于破裂围岩完整性的提高及力学性能的改善作用更为显著,阐明了注浆加固的实质为浆液对裂隙的充填及骨架效应的形成。 展开更多
关键词 破裂围岩 注浆加固 破裂石膏基试件 注浆重塑机理 水灰比 裂隙充填 骨架效应
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水平定向钻钻进过程地表沉降控制实验研究
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作者 李建斌 袁家怡 +2 位作者 罗沈 詹芝洁 黄文聪 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期100-107,共8页
在软土分布广泛的华南沿海地区采用水平定向钻非开挖技术建设地下电缆、供水管网等城市基础设施,往往面临较大挑战。针对软土地层中水平定向钻施工引起的地表沉降问题进行深入研究并加以控制,具有重要意义。该文以沿海地区中山市某水平... 在软土分布广泛的华南沿海地区采用水平定向钻非开挖技术建设地下电缆、供水管网等城市基础设施,往往面临较大挑战。针对软土地层中水平定向钻施工引起的地表沉降问题进行深入研究并加以控制,具有重要意义。该文以沿海地区中山市某水平定向钻施工铺设电缆工程为研究对象,通过室内实验方式得到不同注浆加固土体参数,运用数值计算方法探究了不同水灰比注浆加固方案对土体的加固效果,以及对地面沉降的影响,并应用于现场工程,验证了注浆加固方案的有效性;同时探讨了土体参数与地表最大沉降值的关系,推导得出注浆加固土体的临界水灰比。研究结果表明,水灰比0.80注浆加固方案可有效减少水平定向钻钻进过程造成的地表沉降,最大减少约92.4%;经数理逻辑统计方式推导出临界水灰比为0.90,当加固方案中的水灰比大于0.90时,地表土体加固效果不佳,土体稳定性不足,反之,土体可获得良好的加固效果。该文采用室内实验、数值模拟和现场试验相结合的方式,为学生了解软土地层加固方式和加固过程提供了更清晰的思路,实现了产学研相结合的目的,也为同类型软土地层开展水平定向钻施工提供了参考依据。 展开更多
关键词 水平定向钻 注浆加固土体 地表沉降 临界水灰比
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基于SVM的岩体灌浆可灌性分析预测模型
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作者 王昶磊 刘宽 +2 位作者 张扬 翟秋凤 冯俊祥 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期372-378,共7页
影响岩体可灌性因素众多,特别是对于隐蔽的岩体裂隙用经验公式判断可灌性准确性较低。针对上述问题,从实现对岩体可灌性的快速准确分析的目的出发,利用支持向量机方法建立岩体可灌性分析预测模型。通过分析可灌性的影响因素,考虑灌浆数... 影响岩体可灌性因素众多,特别是对于隐蔽的岩体裂隙用经验公式判断可灌性准确性较低。针对上述问题,从实现对岩体可灌性的快速准确分析的目的出发,利用支持向量机方法建立岩体可灌性分析预测模型。通过分析可灌性的影响因素,考虑灌浆数据集的小样本特性,分别建立岩体注灰量回归预测SVR模型和岩体可灌性分类预测SVM模型。进一步通过改进灰狼优化算法和增强鲸鱼优化算法,对基于支持向量机的预测模型的进行惩罚因子C、核函数参数g进行寻优。结果表明,通过与其他预测模型相比,所提出的可灌性预测模型分类预测准确率提高约6.5%,并具有收敛速度快的明显优势,验证了基于支持向量机的岩体可灌性分析预测模型的准确性和有效性。 展开更多
关键词 可灌性预测 支持向量机 注灰量预测 群智能优化 岩体灌浆
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有砟轨道基床翻浆冒泥无损检测及注浆加固技术
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作者 周骏 《铁道建筑》 北大核心 2025年第7期119-125,共7页
为研究有砟轨道基床翻浆冒泥整治技术,搭建了有砟轨道翻浆冒泥试验段,采用弹性波无损检测技术检测试验段翻浆冒泥状况。研发了超细水泥注浆材料,采用旋喷注浆技术和高韧性防水卷材相结合的方案进行翻浆冒泥整治,通过现场应用评价整治效... 为研究有砟轨道基床翻浆冒泥整治技术,搭建了有砟轨道翻浆冒泥试验段,采用弹性波无损检测技术检测试验段翻浆冒泥状况。研发了超细水泥注浆材料,采用旋喷注浆技术和高韧性防水卷材相结合的方案进行翻浆冒泥整治,通过现场应用评价整治效果。结果表明:弹性波检测技术能定性评价有砟轨道基床翻浆冒泥程度;研发的超细水泥注浆材料粒径均小于10μm,具有较好的力学和渗透扩散性能;采用高韧性防水和旋喷注浆相结合的整治技术,能够较好地整治有砟轨道基床翻浆冒泥病害。研究结果可为有砟轨道基床翻浆冒泥现场整治提供指导。 展开更多
关键词 基床翻浆冒泥 无损检测 超细水泥 旋喷注浆 高韧性防水
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超细硫铝酸盐水泥复合体系注浆加固性能优化
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作者 王朋飞 燕鹏赟 张明璇 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期166-180,共15页
针对煤矿井下巷道围岩稳定性控制与注浆加固效果提升的技术需求,以工业固废资源化利用和降低注浆成本为目标导向,系统开展了超细粉煤灰(Ultrafine Fly Ash,UFA)与超细硫铝酸盐水泥(Ultrafine Sulfoaluminate Cement,USC)复合胶凝材料体... 针对煤矿井下巷道围岩稳定性控制与注浆加固效果提升的技术需求,以工业固废资源化利用和降低注浆成本为目标导向,系统开展了超细粉煤灰(Ultrafine Fly Ash,UFA)与超细硫铝酸盐水泥(Ultrafine Sulfoaluminate Cement,USC)复合胶凝材料体系的外加剂改性研究。通过引入聚羧酸减水剂(PCE)、萘系减水剂(FDN)等减水组分,结合β-环糊精(β-CD)、柠檬酸(CA)等缓凝调控剂,深入探究了外加剂单掺与复掺模式对复合体系注浆材料工作性能的协同影响机制。采用宏观性能测试与微观结构表征相结合的方法,全面评估了浆体流动性、凝结硬化特性及力学强度的发展规律,通过XRD、SEM等分析手段揭示了水化产物演变规律与性能调控机理,最终通过井下注浆工程验证材料优化效果。结果表明:①减水剂类型对材料性能具有显著调控作用:当PCE掺量在0.6%时,注浆材料28 d抗压强度最高并呈持续增长趋势,最高增幅达20.27%;而FDN在0.3%掺量时即出现抗压强度拐点,过量掺入(>0.6%)会导致抗压强度下降。2种减水剂均能有效提升浆体流动性,延长凝结时间;②缓凝剂与减水剂的协同效应呈现差异性:在PCE改性体系中引入0.2%β-CD可使抗压强度二次提升6.90%~17.18%,但超过临界掺量后由于过度缓凝导致强度衰减;而FDN体系复掺CA时,抗压强度随掺量增加呈现单调下降趋势,0.6%CA掺量即造成抗压强度损失约13.78%;固定2种减水剂掺量,随着对应缓凝剂从0到0.6%的添加,注浆材料的凝结时间都在逐渐延长,而流动度呈现先高后低的变化;③微观结构分析揭示,减水剂通过调控环境优化钙矾石钙矾石(AFt)形貌,缓凝剂则通过延缓水化促进凝胶填充孔隙,两者协同作用在一定程度上抑制了AFt向单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的转化;④现场工业试验表明,优化后的UFA-USC复合浆体在巷道注浆后,围岩变形量显著降低,顶底板及两帮移近量均得到有效控制,维持了巷道断面形状,取得较好的加固效果。 展开更多
关键词 超细硫铝酸盐水泥 注浆性能 固废利用 高效减水剂 缓凝剂
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基于RSM的超细水泥注浆材料配比及性能优化模型 被引量:9
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作者 刘伟韬 吴海凤 申建军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期146-158,共13页
注浆堵水技术已成为水害措施防范向工程治理不可缺少的技术之一,超细材料的研究也成为了目前注浆材料发展的新方向。为了解决矿井水害注浆治理工程中注浆材料优选和配比优化问题,采用单因素试验与响应曲面法(RSM)相结合的方法进行超细... 注浆堵水技术已成为水害措施防范向工程治理不可缺少的技术之一,超细材料的研究也成为了目前注浆材料发展的新方向。为了解决矿井水害注浆治理工程中注浆材料优选和配比优化问题,采用单因素试验与响应曲面法(RSM)相结合的方法进行超细水泥注浆材料优化配比研究。首先通过单因素试验对不同水灰比、硅灰(SF)掺量及高效聚羧酸减水剂(PCS)掺量条件下浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度进行分析,以确定RSM最佳基准水平,其次构建以浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型,结合方差、残差及响应曲面分析各响应变量对响应目标的影响规律,确定注浆材料最优配比。通过单因素试验结果对比分析,发现最优水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为1∶1、35%及0.3%。通过RSM研究发现,浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度不仅受单一因素影响,且存在多因素交互作用。根据建立的二次多项式响应面回归预测模型可知,当水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为0.7∶1、38%及0.2%时,注浆材料性能最优,其回归模拟预测浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度分别为210.82 mPa·s、1.0%及12.22 MPa。通过室内试验,其结果与预测模型结果吻合度较高,进一步验证了模型的可靠性,证明了该模型能够用于注浆材料优化配比设计研究。 展开更多
关键词 响应曲面法 超细水泥浆体 陷落柱边缘岩体 注浆堵水 注浆材料
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