南水北調(diào)工程采空區(qū)注漿數(shù)值模擬研究.pdf

1、南水北調(diào)中線工程穿越多個煤礦采空區(qū),對工程的安全施工與運行造成了嚴(yán)重威脅,因此,對煤礦采空區(qū)進行注漿加固處理已成為工程迫切需要解決的問題。注漿技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于地基工程、樁基工程、邊坡工程、隧道工程和煤礦開采,由于注漿具有掩蔽性和巖石地層的復(fù)雜性,數(shù)值模擬技術(shù)比傳統(tǒng)試驗方法具有更大的靈活性、經(jīng)濟性,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到注漿工程中。
　　目前關(guān)于注漿數(shù)值模擬的研究主要是針對單一裂隙或者單個的注漿孔,這與實際注漿工程中復(fù)雜交錯布置的裂隙情

2、況或者大面積的多孔注漿情況差別較大,且沒有考慮各裂隙或者注漿孔之間流體的相互影響,而且絕大多數(shù)的研究將漿液流態(tài)近似做層流處理,選用滲流控制模型,這與實際情況下漿液的紊流狀態(tài)不符。因此,研究三維多序孔紊流非穩(wěn)態(tài)注漿對確保南水北調(diào)渠道長期安全穩(wěn)定運行具有重要的理論意義和實踐價值。
　　首先,在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上,基于耦合多種地質(zhì)信息的三維幾何模型,建立了非穩(wěn)態(tài)三維賓漢姆流體紊流注漿數(shù)學(xué)模型,采用貼體網(wǎng)格劃分技術(shù),建立注漿網(wǎng)格物理模型,

3、根據(jù)注漿工程中地質(zhì)層的地質(zhì)參數(shù),采用不同的孔隙率和阻力系數(shù),對賓漢姆流體漿液在采空區(qū)中的紊流擴散進行了模擬,實現(xiàn)了賓漢姆流體漿液的采空區(qū)多孔分序注漿模擬。其次,結(jié)合南水北調(diào)中線工程某煤礦采空區(qū)對賓漢姆流體漿液在采空區(qū)中的紊流擴散規(guī)律進行了模擬,分析了漿液擴散、滲透的變化規(guī)律,并將模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果、實際工程數(shù)據(jù)進行對比,驗證了模型的可靠性。最后,對0.5Mpa、1.0Mpa、1.5Mpa三種注漿壓力條件下的注漿效果進行了對比分析。模