本文關(guān)鍵詞：巖體裂隙潰水潰砂注漿治理模擬試驗，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：巖體裂隙突水潰砂問題嚴(yán)重影響著地下工程的安全,注漿治理技術(shù)已成為水砂災(zāi)害防治的關(guān)鍵手段之一。在已有注漿理論和實踐基礎(chǔ)上,進一步加強對裂隙動水及水砂混合流條件下的注漿封堵效果及相關(guān)理論和技術(shù)研究是非常有必要的。本文通過室內(nèi)模型試驗和理論分析相結(jié)合的方法,進行了單裂隙動水注漿試驗研究,分析了各因素及其組合對注漿堵水效果、漿液擴散、留存封堵、裂隙滲流壓力等影響規(guī)律;研究了粘時變漿液動水裂隙留存封堵過程機理并提出了堵水判據(jù)。進行了模擬裂隙潰砂注漿治理試驗初探,建立了可視化裂隙突水潰砂注漿試驗平臺,研究了裂隙傾角及寬度對裂隙潰砂注漿封堵效果的影響及原因。主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)分析了粘時變漿液性能及與模擬裂隙相互作用的力學(xué)關(guān)系。改性脲醛樹脂漿液與裂隙作用過程分為三個階段:初始階段,固化階段和穩(wěn)定階段;單位面積最大粘結(jié)力隨時間呈對數(shù)增大。(2)建立了模擬巖體裂隙動水注漿試驗系統(tǒng)平臺,進行了巖體單裂隙動水注漿封堵試驗。光滑平直裂隙動水注漿L16(45)正交試驗結(jié)果表明,影響注漿堵水效果程度的因素依次為:動水流速、裂隙開度、注漿流量和漿液膠凝時間;根據(jù)堵水率將動水注漿堵水效果劃分了六個等級;注漿過程中動水流量變化表現(xiàn)為單峰值遞減型和多峰值波動型。研究了不同裂隙因素組合對注漿堵水效果的影響,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀充填裂隙的注漿堵水效果最優(yōu),規(guī)則平直狀裂隙次之,順?biāo)鞣较虺书_口狀裂隙注漿堵水效果最差,并對各類型裂隙影響注漿堵水效果原因進行了分析。(3)分析了注漿過程中漿液擴散圖像,進行了動水裂隙注漿漿液擴散規(guī)律研究。漿液擴散封堵分為6種類型:留存完全封堵、留存封堵前緣剪裂、沿側(cè)邊界沖刷通道、切穿漿液沖刷通道、交叉通道沖刷破碎和分區(qū)分層擴散底部殘留型;并對各類型漿液擴散距離和擴散面積進行了分析。發(fā)現(xiàn)順?biāo)鞣较虺书_口狀裂隙漿液擴散沖刷破碎程度較大;網(wǎng)絡(luò)充填裂隙,漿液擴散過程基本一致,注漿封堵效果較好。(4)對粘時變漿液裂隙動水注漿擴散模型及機理進行了研究,建立了驅(qū)替擴散-留存封堵/沖刷模型。漿液擴散分為徑向擴散階段、沿側(cè)向邊界擴散階段和漿液留存穩(wěn)定階段;注漿穩(wěn)定階段,注漿壓力值受堵水率影響明顯,注漿堵水效果越好注漿壓力越大;裂隙離注漿孔越近的位置滲流壓力值越高,受注漿過程影響越大;基于壓力擴散和運移擴散兩種機制對粘時變漿液擴散機理進行了討論;推導(dǎo)了基于賓漢姆流體粘時變漿液動水裂隙擴散數(shù)學(xué)模型。(5)研究了粘時變漿液裂隙動水注漿留存封堵機理與封堵判據(jù),并建立了數(shù)學(xué)表達式。根據(jù)脲醛樹脂漿液隨時間發(fā)生膠凝固化過程把漿液留存封堵過程機理分為三個階段:流態(tài)運動擴散期,充填膠凝阻水期和固化留存封堵期。提出了裂隙注漿成功堵水的三個條件,對注漿流量、注漿時間和漿液總量進行了臨界值推導(dǎo);提出了粘時變漿液裂隙注漿堵水判據(jù),分為直接判據(jù)和條件判據(jù),并分別推導(dǎo)了各個判據(jù)的數(shù)學(xué)表達式。(6)進行了裂隙潰砂注漿治理模擬試驗初探。建立了模擬微傾裂隙潰砂注漿治理試驗平臺,進行了不同傾角和寬度的裂隙潰砂注漿封堵試驗,分析了封堵效果及原因;發(fā)現(xiàn)在設(shè)計試驗條件下裂隙展布寬度對潰砂臨界角度沒有影響,存在裂隙潰砂注漿封堵的上限角度值;潰砂封堵后持續(xù)注漿轉(zhuǎn)變?yōu)榱严渡皩訚B透注漿,注漿孔附近孔隙水壓力呈增大趨勢;裂隙寬度越小測得的孔隙水壓力值越高。
【關(guān)鍵詞】：巖體裂隙 動水 潰砂 化學(xué)注漿 封堵效果 判據(jù)
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD743
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-20
• 1 緒論20-30
• 1.1 研究背景及意義20-21
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-27
• 1.3 研究內(nèi)容27-28
• 1.4 研究方案28-30
• 2 試驗材料30-40
• 2.1 注漿材料選擇及性能研究30-34
• 2.2 模擬巖體裂隙材料選擇及可行性分析34-39
• 2.3 本章小結(jié)39-40
• 3 裂隙動水注漿封堵效果及影響因素試驗研究40-72
• 3.1 單裂隙動水注漿試驗平臺建立40-45
• 3.2 試驗方案設(shè)計與因素水平確定45-51
• 3.3 光滑平直裂隙動水注漿堵水效應(yīng)分析51-60
• 3.4 影響堵水效果因素分析60-68
• 3.5 充填及非平直裂隙動水注漿堵水效應(yīng)及影響因素分析68-71
• 3.6 本章小結(jié)71-72
• 4 裂隙動水注漿擴散模型及理論研究72-112
• 4.1 裂隙注漿及動水注漿理論基礎(chǔ)72-76
• 4.2 裂隙動水注漿漿液擴散規(guī)律及留存封堵過程76-89
• 4.3 注漿壓力及裂隙滲流壓力變化規(guī)律89-94
• 4.4 裂隙動水注漿粘時變漿液擴散模型及機理分析94-104
• 4.5 基于賓漢姆流體粘時變漿液動水裂隙擴散數(shù)學(xué)模型104-110
• 4.6 本章小結(jié)110-112
• 5 裂隙動水注漿粘時變漿液留存封堵機理與封堵判據(jù)112-122
• 5.1 基于漿液時變固化特性的動水裂隙注漿留存封堵機理112-113
• 5.2 粘時變漿液裂隙動水注漿留存封堵原則及條件113-118
• 5.3 脲醛樹脂漿液裂隙注漿堵水判據(jù)及數(shù)學(xué)表達118-121
• 5.4 本章小結(jié)121-122
• 6 裂隙潰砂注漿治理模擬試驗初探122-136
• 6.1 概述122-124
• 6.2 試驗平臺建立及方案設(shè)計124-128
• 6.3 微傾裂隙潰砂注漿封堵效果及影響因素128-135
• 6.4 本章小結(jié)135-136
• 7 結(jié)論與展望136-139
• 7.1 主要結(jié)論136-137
• 7.2 展望137-139
• 參考文獻139-144
• 作者簡歷144-146
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集146

【參考文獻】

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：巖體裂隙潰水潰砂注漿治理模擬試驗，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：290961