论文部分内容阅读
注浆技术作为岩土工程学的一个分支在200多年的发展过程中由经验方法逐渐完善成为一门具有理论的技术。由于该技术简单、经济、有效,如今已在矿山、水利、土木、交通等多个领域得到了广泛应用,特别是随着新型注浆材料的涌现,极大的推动了注浆技术的发展。本文正是立足于已广泛应用的新型注浆材料——SJP粘度时变性浆材,通过数字式水泥水化热测量系统、旋转粘度计、灌浆扩散测试装置等探讨了该浆液水化反应历程及流变特性,并结合室内模拟试验研究了浆液在单一裂隙岩体中扩散规律,最后在试验的基础上构建SJP粘度时变性浆液在单一裂隙岩体中扩散理论模型。具体研究内容及成果如下:1)通过数字式水泥水化热测量系统研究了SJP粘度时变性浆材、水玻璃-水泥浆液对水泥水化历程的影响;并通过控制变量的方式研究了SJP粘度时变性浆材中各组成成分助剂2#、助剂3#在水化历程中所起的作用。2)研究了不同水灰比普通水泥浆液、SJP粘度时变性浆液和水玻璃-水泥浆液流变特性并根据试验结果判断浆液所属流型,验证浆液在流动过程中“流型不变”的结论;同时探究了各浆液粘度与时间关系,通过函数拟合得到粘度与时间呈指数函数的统一方程式。3)测定了普通水泥浆液、SJP粘度时变性浆液和水玻璃-水泥浆液的基本物理力学性质并进行了对比,试验结果表明:SJP粘度时变性浆液具备初始流动度大、流动性好、可泵期可控、初终凝时间短、前期强度增长快后期强度不低于同水灰比普通水泥浆强度的性质,该材料是解决注浆过程中浆液漏失量大,久注不止的理想注浆材料。4)利用灌浆扩散测试装置研究了水泥浆液在不同倾角裂隙中的扩散形态及扩散规律,通过横向和纵向距离来表征浆液扩散的距离,并通过试验说明了注浆流量、裂隙倾角、浆液粘度是影响浆液横向扩散的主要因素;同时通过不同粘度的普通水泥浆液表征SJP粘度时变性浆液在倾斜裂隙中的流动,探究了其粘度时变性质在裂隙堵漏中的良好作用。5)结合前期对SJP粘度时变性浆液的流变特性试验,利用宾汉流体的本构方程,考虑宾汉流体存在流核,同时考虑裂隙倾角、浆液粘度时变性对浆液扩散的影响,推导SJP粘度时变性浆液在裂隙注浆中的扩散理论模型。