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岩土体加固水下灌浆质量受复杂地质条件、材料设备、工艺参数等多方面因素影响,尤其是动水对浆液稀释冲刷携带作用强烈的地层达到理想效果,难度更大。常用的普通水泥、水泥-化学浆液动水环境条件下浆液留存率低,结石率质量差,难以保证加固效果;而化学浆液成本高,并存在一定的环境污染风险,因而研发粒状水下抗分散灌浆材料是保证动水注浆治理效果的前提。生态修复领域的动水注浆工程,传统的水泥材料难降解、化学材料环境不友好及传统材料动水条件下凝结困难,研发非水泥基抗分散注浆材料是亟需解决的问题。在充分分析动水对浆液作用基础上,采用硫铝酸盐水泥为基体材料,以水泥化学为基础,选择外掺剂调控浆液水化硬化反应为,研发水泥基抗分散注浆材料;利用糯米浆中支链淀粉对方解石形成的调控作用,选择非水泥基抗分散材料的基体材料,利用外掺材料协调浆液的水化反应,研发非水泥基抗分散材料。论文的主要工作及研究成果如下:（1）水泥基抗分散材料研发在分析动水对浆液作用基础上,提出抗分散材料的物质组成与功能要求,采用单变量分析法,以流动度、凝结时间、结石体强度为指标,选择外掺剂种类及掺量;通过正交试验法,研发水泥基抗分散材料。水泥基抗分散材料以硫铝酸盐水泥为基体材料,以聚羧酸减水剂调控浆液的流动性;以葡萄糖酸钠缓凝剂调节浆液的凝结时间;以早强剂调节浆液结石体强度;以羟乙基甲基纤维素醚作为抗分散剂,提高浆体的抗分散性能;以硅灰作为矿物添加剂,提高浆体的物理力学性能。水泥基抗分散材料具有如下性能:抗分散注浆材料不析水,硬化浆体结石率高;抗分散材料硬化浆体早期强度增长快,后期强度高;硬化浆体具有耐硫酸盐侵蚀性能,浆体物质中低碱性是抗硫酸盐侵蚀的物质基础,高密实程度是降低硫酸盐侵入硬化浆体内部造成结晶、膨胀破坏的重要原因。研发抗分散材料动水抗分散模拟试验装置,评价优选配方动水抗分散性能,获得材料极限冲刷速度;建立材料动水抗分散性能与动水流速、浆液流型关系,为动水注浆抗分散材料的选择提供依据。水泥基抗分散材料具有水化放热量高、水化速率快的特征。硬化浆体物质主要由钙钒石（AFt）、水化硅酸钙（C-S-H）构成,氢氧化钙（Ca（OH）2）含量低;在水化初期,抗分散材料水化由相边界（I）反应控制,并由结晶成核与晶体生长（NG）反应向扩散（D）反应控制转换,水化反应主要由扩散（D）反应控制;以水泥化学、外掺剂化学为基础,利用水化热法、环境扫描测试法（ESEM）、X射线衍射测试法（XRD）,连续观察水化产物形貌及物质成分变化,提出抗分散材料水化机理模型。（2）非水泥基抗分散材料研发利用糯米浆中支链淀粉对方解石形成的调控作用,研究非水泥基抗分散材料的组成与功能要求,解决浆体在动水条件下固化难的问题。非水泥基抗分散材料以糯米灰浆为基体材料,通过石膏提高浆体早期强度,降低基体材料结石率低的不足;利用自研的外掺剂,调节浆液的流动性、凝结时间等技术指标;利用羟乙基甲基纤维素醚提高浆体的抗分散性能;利用石粉、碳酸钙砂提高硬化浆体物理力学性能。基于均匀试验法,研发非水泥基抗分散注浆材料。非水泥基抗分散材料具有如下性能:硬化浆体结石率高,体积微膨胀;抗分散材料初始流动度好,流动度保持能力强;硬化浆体耐水侵蚀、耐硫酸盐盐侵,利于工程结构的长期稳定;硬化浆体前期强度增长快,后期强度高。硬化浆体由碳酸钙（Ca CO3）、石膏（Ca SO4·2H2O）组成;糯米浆碳化反应形成碳酸钙（Ca CO3）,对硬化浆体的填充作用、胶结作用强;基于胶凝材料化学及外掺剂化学,以环境扫描测试技术（ESEM）为研究方法,获得非水泥基抗分散材料水化机理。（3）动水条件下抗分散材料冲蚀特性研究利用研发的抗分散材料动水冲刷模拟试验装置,模拟抗分散材料在动水条件下的抗冲蚀性能;结合现场原位注浆模拟试验,从不同尺度验证抗分散材料的抗冲蚀性能与扩散性能。应用水泥基抗分散材料模拟动水架空地层注浆,动水流速在0.6～1.0m/s范围内,浆液留存率达到80%以上,降低动水流速及提高浆液静切力与塑性粘度能够提高浆液的抗冲蚀能力;应用非水泥基材料在模拟动水架空地层注浆,动水流速在0.6～1.0m/s范围内,浆液的留存率达到82%以上,提高浆液的稠度及降低动水流速能提高动水冲蚀性能。现场原位注浆模拟试验验证水泥基（非水泥基）抗分散材料在模拟孔隙地层中具有良好的抗冲蚀能力,提出不同配比浆液适用条件。水泥基抗分散材料配比1浆液适宜动水流速小于1m/s的注浆加固与堵水工程;配比2浆液适适宜动水流速小于0.8m/s的堵水工程;配比3浆液适宜动水流速小于0.6m/s的防渗工程。非水泥基抗分散材料N01配比浆液结石体强度高,凝结时间适宜,材料适宜动水流速小于1m/s的加固与堵水工程;N08配比浆液流动性好,结石体强度较高,浆液适宜动水流速小于0.8m/s的堵水工程;N15配比浆液流动性好,浆液适宜动水流速小于0.8m/s的防渗工程。抗分散材料抗冲蚀机理如下:浆液塑性阶段静切力大、稠度高是抗冲蚀的物质基础,羟乙基甲基纤维素醚（HEMC）具有长链结构,在岩块石表面具有“桥架作用”及“吸附作用”,通过浆液与块石表面的粘结力,提高浆液的抗冲蚀性能,浆液凝结固化具有“突变效应”,早期强度增长快,快速的水化反应形成结石体使浆液抗冲蚀能力增强。（4）抗分散材料应用研究选择九寨沟漳扎镇排水沟道加固及九寨沟景区火花海震损景观修复为例,开展水泥基（非水泥基）抗分散材料的现场应用试验。抗分散材料现场应用试验表明,研发的新材料能够实现动水条件下直接浇筑加固,无需采用围堰、排水措施,取得了良好的应用效果,验证新材料具有良好的工程适用性。