考慮迂曲度的多孔介質(zhì)滲透注漿機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-28 12:59
目前,我國的西部地區(qū)礦量蘊(yùn)藏豐富,但在施工和開采的過程中,多伴隨著由松散土層誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,灌漿法技術(shù)是現(xiàn)在治理由松散土體誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一種有效手段,并且能有效地提高松散土層的物理性質(zhì)、穩(wěn)定性和預(yù)防災(zāi)害突發(fā)。目前國內(nèi)外對(duì)多孔介質(zhì)注漿技術(shù)地研究取得了較多成果,但是考慮迂曲度對(duì)漿液運(yùn)移過程中的影響的研究較少,由此得到地注漿預(yù)測結(jié)果實(shí)際結(jié)果必然會(huì)存在一定的偏差,因此,考慮迂曲度對(duì)松散土層注漿的影響將更符合工程實(shí)際。本文在已有的注漿公式基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了考慮迂曲度的多孔介質(zhì)球形滲透注漿機(jī)理;采用數(shù)值模擬將模擬結(jié)果和理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)注漿結(jié)果對(duì)比,進(jìn)行考慮迂曲度對(duì)漿液的擴(kuò)散機(jī)理地分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)建立考慮迂曲度的球形滲透注漿牛頓流體及典型非牛頓流體的理論模型,推導(dǎo)出3種流體模型下的理論公式;(2)引用相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),代入理論公式進(jìn)行實(shí)例分析,探究該機(jī)理的精確性和適用性;(3)根據(jù)即有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立滲透注漿數(shù)值模型,利用Comsol Multiphysics數(shù)值模擬軟件的多物理場耦合功能對(duì)漿液的滲流運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)行模擬運(yùn)算;(4)通過數(shù)值模擬計(jì)算得出注漿擴(kuò)散效果,并將其與理論結(jié)果...
【文章來源】: 昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究意義和背景
1.2 注漿技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 注漿技術(shù)
1.2.2 多孔介質(zhì)理論
1.2.3 時(shí)變性注漿理論
1.2.4 注漿模擬實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.5 注漿數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.3 目前研究存在的問題
1.4 本文的研究內(nèi)容、研究方法及技術(shù)路線
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 研究方法
1.4.3 技術(shù)路線
第二章 考慮迂曲度的多孔介質(zhì)滲透注漿擴(kuò)散模型
2.1 滲透注漿
2.2 考慮迂曲度的土體介質(zhì)模型
2.3 考慮迂曲度的滲透注漿公式推導(dǎo)
2.3.1 基本假設(shè)
2.3.2 考慮迂曲度的牛頓流體滲透注漿理論推導(dǎo)
2.3.3 考慮迂曲度的賓漢姆流體滲透注漿理論推導(dǎo)
2.3.4 考慮迂曲度的冪律流體滲透注漿公式推導(dǎo)
2.4 參數(shù)確定及適用范圍
2.4.1 參數(shù)確定
2.4.2 適用范圍
2.5 實(shí)例分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 多孔介質(zhì)滲透注漿數(shù)值模型創(chuàng)建
3.1 數(shù)值模擬軟件與原理
3.1.1 數(shù)值模擬軟件
3.1.2 計(jì)算原理
3.2 基本方程及邊界條件
3.3 注漿有限元模型的創(chuàng)建
3.3.1 數(shù)值模型
3.3.2 網(wǎng)格劃分
3.3.3 基本參數(shù)取值
3.4 本章小結(jié)
第四章 多孔介質(zhì)滲透注漿擴(kuò)散規(guī)律研究
4.1 未考慮迂曲度的滲透注漿數(shù)值模擬
4.1.1 模擬變量設(shè)定
4.1.2 達(dá)西定律物理場節(jié)點(diǎn)設(shè)定
4.1.3 模擬結(jié)果及分析
4.1.4 差值分析
4.2 考慮迂曲度的滲透注漿數(shù)值模擬
4.2.1 模型參數(shù)設(shè)置
4.2.2 模擬結(jié)果及分析
4.2.3 差值分析
4.3 滲透擴(kuò)散模型對(duì)比分析
4.4 考慮邊界效應(yīng)的滲透注漿模擬
4.4.1 差值分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文及申請(qǐng)專利
參與的科研項(xiàng)目
攻讀碩士學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]堤壩脈動(dòng)注漿漿液擴(kuò)散機(jī)制及應(yīng)用研究 [J]. 張聰,梁經(jīng)緯,陽軍生,曹磊,謝亦朋,張貴金. 巖土力學(xué). 2019(04)
[2]考慮區(qū)間分布的冪律流體脈動(dòng)滲透注漿擴(kuò)散機(jī)制研究 [J]. 張聰,梁經(jīng)緯,陽軍生,張貴金,謝亦朋,葉新田. 巖土工程學(xué)報(bào). 2018(11)
[3]覆蓋層地基注漿擴(kuò)散數(shù)值模擬方法及應(yīng)用 [J]. 周正軍,姜媛媛,王曉東,余學(xué)明,王黨在. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2017(S2)
[4]動(dòng)水環(huán)境下粗糙單裂隙注漿數(shù)值模擬 [J]. 楊坪,孫雪青. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]煤層注漿壓裂裂隙形成規(guī)律數(shù)值模擬 [J]. 劉超,程成. 煤礦安全. 2017(05)
[6]速凝漿液裂隙動(dòng)水注漿擴(kuò)散數(shù)值模擬與試驗(yàn)驗(yàn)證 [J]. 劉人太,張連震,張慶松,楊磊,李志鵬,孫子正,張世杰,朱光軒. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(S1)
[7]基于Comsol的飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力方程的數(shù)值模擬及應(yīng)用 [J]. 楊貝貝,李偉華,趙成剛,李夢姿. 地震工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]深部大型斷層注漿改造及數(shù)值模擬分析 [J]. 吳亞萍,胡友彪,劉瑜,邢世平,齊瑞. 煤炭技術(shù). 2017(02)
[9]基于賓漢姆流體的微裂隙巖體注漿擴(kuò)散影響機(jī)制分析 [J]. 高圣元. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[10]考慮迂曲度的盾尾注漿毛細(xì)管滲透擴(kuò)散模型 [J]. 秦洲,劉燕鵬,葉生春. 公路. 2016(05)
博士論文
[1]地下工程動(dòng)水注漿過程中漿液擴(kuò)散與封堵機(jī)理研究及應(yīng)用[D]. 張霄.山東大學(xué). 2011
[2]砂性地層滲透注漿試驗(yàn)及工程應(yīng)用研究[D]. 李慎剛.東北大學(xué). 2010
[3]軟土盾構(gòu)隧道施工期上浮機(jī)理分析及控制研究[D]. 葉飛.同濟(jì)大學(xué). 2007
[4]靜動(dòng)力作用下漿液擴(kuò)散理論與試驗(yàn)研究[D]. 楊秀竹.中南大學(xué). 2005
碩士論文
[1]基于動(dòng)水注漿試驗(yàn)與數(shù)值模擬的動(dòng)水注漿壓力場研究[D]. 王帥.山東大學(xué). 2012
本文編號(hào):3554100
【文章來源】: 昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究意義和背景
1.2 注漿技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 注漿技術(shù)
1.2.2 多孔介質(zhì)理論
1.2.3 時(shí)變性注漿理論
1.2.4 注漿模擬實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.5 注漿數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.3 目前研究存在的問題
1.4 本文的研究內(nèi)容、研究方法及技術(shù)路線
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 研究方法
1.4.3 技術(shù)路線
第二章 考慮迂曲度的多孔介質(zhì)滲透注漿擴(kuò)散模型
2.1 滲透注漿
2.2 考慮迂曲度的土體介質(zhì)模型
2.3 考慮迂曲度的滲透注漿公式推導(dǎo)
2.3.1 基本假設(shè)
2.3.2 考慮迂曲度的牛頓流體滲透注漿理論推導(dǎo)
2.3.3 考慮迂曲度的賓漢姆流體滲透注漿理論推導(dǎo)
2.3.4 考慮迂曲度的冪律流體滲透注漿公式推導(dǎo)
2.4 參數(shù)確定及適用范圍
2.4.1 參數(shù)確定
2.4.2 適用范圍
2.5 實(shí)例分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 多孔介質(zhì)滲透注漿數(shù)值模型創(chuàng)建
3.1 數(shù)值模擬軟件與原理
3.1.1 數(shù)值模擬軟件
3.1.2 計(jì)算原理
3.2 基本方程及邊界條件
3.3 注漿有限元模型的創(chuàng)建
3.3.1 數(shù)值模型
3.3.2 網(wǎng)格劃分
3.3.3 基本參數(shù)取值
3.4 本章小結(jié)
第四章 多孔介質(zhì)滲透注漿擴(kuò)散規(guī)律研究
4.1 未考慮迂曲度的滲透注漿數(shù)值模擬
4.1.1 模擬變量設(shè)定
4.1.2 達(dá)西定律物理場節(jié)點(diǎn)設(shè)定
4.1.3 模擬結(jié)果及分析
4.1.4 差值分析
4.2 考慮迂曲度的滲透注漿數(shù)值模擬
4.2.1 模型參數(shù)設(shè)置
4.2.2 模擬結(jié)果及分析
4.2.3 差值分析
4.3 滲透擴(kuò)散模型對(duì)比分析
4.4 考慮邊界效應(yīng)的滲透注漿模擬
4.4.1 差值分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文及申請(qǐng)專利
參與的科研項(xiàng)目
攻讀碩士學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]堤壩脈動(dòng)注漿漿液擴(kuò)散機(jī)制及應(yīng)用研究 [J]. 張聰,梁經(jīng)緯,陽軍生,曹磊,謝亦朋,張貴金. 巖土力學(xué). 2019(04)
[2]考慮區(qū)間分布的冪律流體脈動(dòng)滲透注漿擴(kuò)散機(jī)制研究 [J]. 張聰,梁經(jīng)緯,陽軍生,張貴金,謝亦朋,葉新田. 巖土工程學(xué)報(bào). 2018(11)
[3]覆蓋層地基注漿擴(kuò)散數(shù)值模擬方法及應(yīng)用 [J]. 周正軍,姜媛媛,王曉東,余學(xué)明,王黨在. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2017(S2)
[4]動(dòng)水環(huán)境下粗糙單裂隙注漿數(shù)值模擬 [J]. 楊坪,孫雪青. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]煤層注漿壓裂裂隙形成規(guī)律數(shù)值模擬 [J]. 劉超,程成. 煤礦安全. 2017(05)
[6]速凝漿液裂隙動(dòng)水注漿擴(kuò)散數(shù)值模擬與試驗(yàn)驗(yàn)證 [J]. 劉人太,張連震,張慶松,楊磊,李志鵬,孫子正,張世杰,朱光軒. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(S1)
[7]基于Comsol的飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力方程的數(shù)值模擬及應(yīng)用 [J]. 楊貝貝,李偉華,趙成剛,李夢姿. 地震工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]深部大型斷層注漿改造及數(shù)值模擬分析 [J]. 吳亞萍,胡友彪,劉瑜,邢世平,齊瑞. 煤炭技術(shù). 2017(02)
[9]基于賓漢姆流體的微裂隙巖體注漿擴(kuò)散影響機(jī)制分析 [J]. 高圣元. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[10]考慮迂曲度的盾尾注漿毛細(xì)管滲透擴(kuò)散模型 [J]. 秦洲,劉燕鵬,葉生春. 公路. 2016(05)
博士論文
[1]地下工程動(dòng)水注漿過程中漿液擴(kuò)散與封堵機(jī)理研究及應(yīng)用[D]. 張霄.山東大學(xué). 2011
[2]砂性地層滲透注漿試驗(yàn)及工程應(yīng)用研究[D]. 李慎剛.東北大學(xué). 2010
[3]軟土盾構(gòu)隧道施工期上浮機(jī)理分析及控制研究[D]. 葉飛.同濟(jì)大學(xué). 2007
[4]靜動(dòng)力作用下漿液擴(kuò)散理論與試驗(yàn)研究[D]. 楊秀竹.中南大學(xué). 2005
碩士論文
[1]基于動(dòng)水注漿試驗(yàn)與數(shù)值模擬的動(dòng)水注漿壓力場研究[D]. 王帥.山東大學(xué). 2012
本文編號(hào):3554100
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