裂隙岩体注浆模拟试验研究
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在进行速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证的探讨前,我们首先需要了解速凝浆液、裂隙动水注浆扩散以及数值模拟与试验验证的相关概念。
1. 速凝浆液速凝浆液是一种能够在短时间内凝固并具有一定强度的特殊混凝土浆料。
其主要成分包括水泥、矿物掺合料、外加剂和水。
速凝浆液在基础建设、地下隧道、矿山支护等方面具有广泛的应用,能够满足对材料强度和快速凝固性能的要求。
2. 裂隙动水注浆扩散裂隙动水指的是地下水或者原有水体对岩体或土体中的裂隙进行冲刷、侵蚀的过程。
裂隙动水注浆扩散则是指在地下水动力作用下,注浆材料进入裂隙并扩散的过程。
这个过程对于地下隧道、水坝等工程的安全和稳定具有重要意义。
3. 数值模拟与试验验证数值模拟是通过运用计算机模型和数学方法,对工程问题进行模拟与分析的过程。
而试验验证则是通过实验数据进行验证,以确保数值模拟的准确性和可靠性。
接下来,让我们深入探讨速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证的相关内容。
对速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟的过程进行模拟和分析。
在数值模拟中,需要考虑速凝浆液的性质、裂隙的形态和动水的作用,通过建立数学模型和运用计算机软件进行模拟计算,以预测速凝浆液在裂隙中的扩散情况和影响范围。
需要考虑工程实际中可能存在的不确定因素,如地质构造、地下水位变化等,以提高模拟结果的准确性。
进行速凝浆液裂隙动水注浆扩散试验验证。
通过在实际工程场地进行试验,注入速凝浆液并观测其在裂隙中的扩散情况,以验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
在试验中,需要考虑速凝浆液的成分和性能、裂隙的形态及地下水的作用,以及试验过程中可能存在的干扰因素,如外界环境变化等。
综合以上两方面的内容,可以得出关于速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证的综合结论。
通过数值模拟和试验验证的相互印证,可以获得关于速凝浆液裂隙动水注浆扩散的全面、深入和可靠的研究成果。
在这个过程中,我个人认为,需要特别关注速凝浆液的选择及其性能、裂隙动水对注浆扩散的影响机理,以及数值模拟与试验验证的互补作用。
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。
风化泥岩裂缝涌水及扩展规律模拟试验研究李江华;许延春;董检平;郭文砚;曹旭初【摘要】为了研究风化泥岩裂缝涌水及扩展变化规律,研发了一种岩石裂缝涌水扩展试验装置.通过对赵固一矿现场岩样进行干燥饱和吸水率、点荷载强度等试验分析了不同层位风化泥岩的物理性质,根据物理性质的差异制作了两组风化泥岩岩石试件,并采用X射线衍射(XRD)试验测试了试件的矿物组成成分.通过设置不同的注水压力和裂缝宽度对两组岩石试件进行风化泥岩裂缝涌水及扩展模拟试验,得出了试验含水层水压力和裂缝通道涌水量的变化规律,并探讨了注水压力、裂缝宽度和岩石物理性质对风化泥岩裂缝扩展的影响,总结出水流作用下风化泥岩裂缝扩展规律.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)004【总页数】8页(P984-991)【关键词】风化泥岩裂缝;涌水;扩展规律;水压力;涌水量【作者】李江华;许延春;董检平;郭文砚;曹旭初【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD745.2突水事故居煤矿五大灾害事故第2位,据不完全统计,2014年我国煤矿发生突水事故7起,死亡人数63人。
突水事故不仅造成了工程本身的灾害,更给国家和人民造成重大的生命和经济损失。
新生界底部含水层水是矿井突水主要水源之一,直接影响采矿工程的安全和稳定。
此外,采矿工程活动产生的顶板裂隙通道也是矿井发生突水的必备条件,是地下工程活动中经常面临且必须解决的重大问题。
近年来,许多矿井为提高开采上限在薄基岩区留设防砂安全煤(岩)柱,其保护层主要位于风化带岩层,由于受采动的影响产生了采动导水裂缝,该类裂缝可以导水但一般不会导砂。
第42卷第2期煤 炭 科 技Vol 42 No 2 2021年4月COALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINEApr. 2021 收稿日期:2020-11-06; DOI:10.19896/j.cnki.mtkj.2021.02.024作者简介:樊 智(1984—),男,山西长治人,工程师,2009年毕业于武汉科技大学机械工程及自动化专业,现从事采矿工程研究工作。
引用格式:樊智.注浆对岩体节理面加固作用的试验研究[J].煤炭科技,2021,42(2):129 134.FANZhi.Experimentalstudyontheeffectofgroutingonthejointsurfaceofrockmass[J].CoalScience&TechnologyMagazine,2021,42(2):129 134.文章编号:1008-3731(2021)02-0129-06注浆对岩体节理面加固作用的试验研究樊 智(潞安集团潞宁煤业有限责任公司,山西忻州 036700)摘 要:为了确定裂隙注浆后对围岩理化性质的影响,通过现场采样,制作了5个红砂岩尺寸相同试件,在试件进行模拟注浆,借助激光扫描仪对试件在不同配比注浆材料和保养天数后,注浆材料对注浆岩体的节理面影响。
结果表明:随水灰比的增大,红砂岩试件的最大剪切应力呈不断减小的趋势,且养护天数越长剪切应力越大,水泥—岩体的黏聚力先增大后减小,而内摩擦角先减小后增大;对试件施加的法向应力越大剪切应力越大,相同法向应力下添加减水剂的水泥—岩体大于未添加减水剂的最大剪切应力;节理面注浆宽度越大,红砂岩试件的最大剪切应力越大,且随水泥水灰比的增大试件的最大剪切应力逐渐减小;随结构面粗糙度的增大,剪切应力呈不断上升的趋势。
关键词:注浆;节理裂隙;黏结特性;粗糙度中图分类号:TD353 文献标志码:AExperimentalstudyontheeffectofgroutingonthejointsurfaceofrockmassFANZhi(LuningCoalIndustryCo.,Ltd.,Lu′anGroup,Xinzhou 036700,China)Abstract:Inordertodeterminetheinfluenceofthefracturegroutingonthephysicalandchemicalpropertiesofthesurroundingrock,fiveredsandstonespecimensofthesamesizewereproducedthroughon sitesampling.Simulatedgroutingwasperformedonthespeci mens,andthespecimensweregroutedindifferentproportionswiththeaidofalaserscanner.Afterthematerialsandmaintenancedays,thegroutingmaterialaffectedthejointsurfaceofthegroutedrockmass.Theresultsshowedthatwiththeincreaseofthewater cementratio,themaximumshearstressoftheredsandstonespecimenswascontinuouslydecreasing,andthelongerthecuringtime,thegreatertheshearstress,andthecement rockcohesiveforcefirstincreasedandthendecreased,andtheinternalfrictionanglefirstdecreasedandthenincreased;thegreaterthenormalstressappliedtothespecimen,thegreatertheshearstress,andthecement rockmasswithwater reducingagentaddedunderthesamenormalstresswaslargerthanthatwithoutwater reducingagent,Themaximumshearstressofthespecimen;thegreaterthegroutingwidthofthejointsurface,thegreaterthemaximumshearstressoftheredsandstonespecimen,andthemaximumshearstressofthespecimengraduallydecreasedwiththeincreaseofthecement water cementratio;withtherough nessofthestructuralsurfacewiththeincreaseofthedegree,theshearstresshadarisingtrend.Keywords:grouting;jointcracks;bondingcharacteristics;roughnessCLCnumber:TD353 Documentidentification:A 裂隙岩体节理面注浆能够增强界面的黏结强度,从而提高节理岩体的抗剪强度,进而有效控制巷道的失稳变形[1 2]。
高速公路裂隙岩体地基改性浆液注浆加固技术左连滨【摘要】为满足高速公路富水裂隙等复杂岩溶发育地层治理的工程需求,对研制的改性高聚物-水泥(MPC,Modified Polymers-Cementitious)注浆浆液进行了研究;建立基于广义H-B流体的预定义黏度时间分布函数,进行地下水作用下裂隙注浆扩散特征数值分析.结果表明:MPC浆液黏度随时间呈阶梯型增长;与传统注浆材料相比,高聚物间注浆初期具备持续高流态、临界可泵期时黏度突增并迅速凝胶硬化的性能优越性;动水冲刷下MPC浆液留存率明显高于水泥单液浆,且断面累计动水流量显著减少.【期刊名称】《筑路机械与施工机械化》【年(卷),期】2018(035)009【总页数】9页(P97-104,108)【关键词】高速公路;富水裂隙岩体;注浆材料;帷幕注浆【作者】左连滨【作者单位】北京中交华联科技发展有限公司,北京 100101【正文语种】中文【中图分类】U416.10 引言在岩土地下工程中,常遭遇富水裂隙或破碎岩溶等不良地质条件,极易诱发塌方、涌水等安全事故。
注浆是上述灾害治理工程中应用较为广泛的加固措施。
目前常见的水泥单液浆(Blank)、水泥-水玻璃(C-S)等传统注浆材料普遍存在流动性和初凝时间不可控、可泵期不易调节等性能缺陷[1],导致浆材流失或注浆管堵塞、冒浆等一系列工程问题。
目前国内在动水注浆材料研制方面已有较多研究成果:李召峰[2]、袁敬强等[3]研制了新型注浆材料,并对其凝胶性能和抗分散性质开展了不同程度的研究;李利平等[4]研制了一种高分子化学注浆材料,并对硬化结石体强度等方面的性能进行了系统分析。
但上述研究均未尝试对注浆材料可泵期进行定量控制。
刘人太等[5]对比分析了浆液在静水与动水条件下的留存率变化;刘健等[6]通过模型试验和数值模拟研究了水泥浆液在静水和动水条件下平面裂隙中的扩散规律;湛铠瑜等[7]推导了动水条件下的裂隙注浆扩散方程;杨志全等[8]探讨了幂律型浆液渗透注浆扩散机制。
矿井裂隙水类型及注浆封堵技术研究张瑞【摘要】针对深部开采涌突水治理工作的特殊性和复杂性,根据裂隙水的基本因素将其划分为原生裂隙水和采掘活动引发裂隙水,在分析各自涌突水特征的基础上,研究了目前煤矿井下常用水泥浆液和水泥-水玻璃浆液封堵裂隙水机理,并提出了注浆工艺的一般步骤和方法.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P90-92)【关键词】裂隙水;注浆封堵;注浆工艺【作者】张瑞【作者单位】山西煤炭运销集团寿阳亨元煤业有限公司,山西寿阳 045400【正文语种】中文【中图分类】TD7431 引言近些年经济社会快速发展对煤炭等矿产资源的消耗量逐年增大,浅部已探明资源日益枯竭,迫使人们将目光转向深部。
但深部开采面临高压水、高温岩石、岩爆等诸多问题,其中地下水灾害是最大的危险因素,例如山西王家岭煤矿透水事故,给矿工生命和国家财产造成巨大损失。
随着矿井进入地下深部开采,人们逐步认识到深部治水的特殊性和复杂性。
矿产资源的形成与水有极其紧密的联系,煤层多赋存于沉积岩系,矿山开采活动活化或产生新的裂隙。
裂隙突水高压高流速且治理难度大,恶化井下采掘环境,减慢施工进度,甚至引发人员伤亡事故、地表塌陷等生态环境问题。
目前煤炭行业对井下安全生产和矿区生态环境保护的要求越发严格,因此,本文结合现场多年的矿井防治水管理经验,在对矿井裂隙水划分及特征描述的基础上,进行注浆封堵技术研究,为生产实践提供一定的借鉴参考意义。
2 矿井裂隙水划分及特征地壳运动使深埋地层中的煤岩体内有多种结构体面(体),实际揭露断层与节理最多,开采活动把地下有用矿石搬运到地面,造成煤岩体内原有的节理、裂隙进一步扩张、活化。
根据裂隙产生的原因可将其划分为原生裂隙和采动裂隙,描述裂隙的基本因素主要包括裂隙宽度、产状、延展长度、密度、间排距等特征[1]。
2.1 原生裂隙水根据导水裂隙类型可将原生裂隙水分为断层裂隙水、节理裂隙水和陷落柱裂隙水等。
裂隙岩体的渗流特性试验及理论研究方法摘要:简要叙述岩体裂隙的几何特性,岩石裂隙渗流特性研究的方法。
综述了国内外裂隙岩体单裂隙、水力耦合、非饱和情况下的渗流特性物模试验研究成果,并做了相应的分析和讨论。
分析表明:物模试验在研究裂隙岩体渗流特性方面具有不可替代的作用;需要进行更多的模拟实际岩体裂隙的试验;真正意义上的非饱和渗流试验还很少;分析结果为今后的裂隙岩体渗流特性物模试验研究提供了有益的方向。
关键词:裂隙岩体;渗流 ;单一裂隙;水力耦合;非饱和一 前言新中国成立以后,交通、能源、水利水电与采矿工程各个领域遇到了许多与工程地质及岩土力学密切相关的技术难题,在许多岩土工程、矿山工程及地球物理勘探过程中,岩体的渗透率起到十分重要的作用,但在理论上尚未引起足够的重视,通常将岩体渗流处理为砂土一样的多孔介质,用连续介质力学方法求解。
与孔隙渗流的多孔介质相比,裂隙岩体渗流的特点有:渗透系数的非均匀性十分突出;渗透系数各向异性非常明显;应力环境对岩体渗流场的影响显著;岩体渗透系数的影响因素复杂,影响因子难以确定。
岩石裂隙渗流特性研究的方法通常有直接试验法、公式推导法和概念模型法,而试验研究是其中一个最重要最直接的途径。
本文介绍了当前裂隙岩体渗流试验研究。
二 岩体裂隙的几何特性岩体的节理裂隙及空隙是地下水赋存场所和运移通道。
岩体节理裂隙的分布形状、连通性以及空隙的类型,影响岩体的力学性质和岩体的渗透特性。
岩体中节理的空间分布取决于产状、形态、规模、密度、张开度和连通性等几何参数。
天然节理裂隙的表面起伏形态非常复杂,但是从地质力学成因分析,岩体总是受到张拉、压扭、剪切等应力作用形成裂隙,这种作用不论经历多少次的改造,其结构特征仍以一定的形貌保留下来,具有一定的规律性。
裂隙面形态特征的研究越来越受到重视,在确定裂隙面的导水性质及力学性质方面,其作用越来越大。
裂隙面的产状是描述裂隙面在三维空间中方向性的几何要素,它是地质构造运动的果,因而具有一定的规律性,即成组定向,有序分布。
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。