砂性地層滲透注漿試驗及工程應用研究.pdf

1、滲透注漿因為注漿壓力較低、對地層擾動小，所以在注漿工程中廣泛應用，尤其在地層沉降控制要求較高的工程中應用較多。但與工程應用相比，滲透注漿理論研究相對滯后，而且因為漿液在受注地層內的運動受多種因素影響，現(xiàn)有注漿理論及經驗公式不能準確的指導注漿設計、預測注漿成本和注漿效果。針對滲透注漿理論和注漿工程應用中存在的問題，在前人已有工作的基礎上，采用理論分析、物理試驗、數(shù)值模擬相結合，對滲透注漿擴散理論、滲透注漿效果，以及注漿效果與各影響因素間的

2、定性、定量關系展開探索性研究，具有重要的理論意義和工程意義。
　　漿液的擴散是滲透注漿理論研究的關鍵。目前滲透注漿理論研究建立在砂土介質內毛細管道半徑相等基礎上，并且對牛頓型漿液以外的其他冪律型流體、賓漢姆型流體研究較少。論文以砂土介質內毛細管道半徑不相等為理論基礎，以達西定律和漿液的球形、柱形擴散理論為指導，對冪律型漿液、賓漢姆漿液的滲透注漿擴散規(guī)律進行研究，推導得到注漿壓力、受注點水頭壓力與漿液擴散距離的關系;研究發(fā)現(xiàn)有效滲透

3、系數(shù)隨漿液的擴散逐漸減小，并且得出冪律體漿液的有效粘度隨漿液擴散而變化，并與流變參數(shù)有關。
　　對THEⅡ固砂劑注漿材料的成分、粒度和粘度等特性進行測試分析，通過可注性評價分析，研究該漿材在沈陽地層中礫砂、粗砂、中砂層的可注性;對固砂劑漿材的強度特性進行了試驗研究，并研究了該漿材強度隨時間變化的規(guī)律。
　　自行研制了注漿壓力易于控制、受注砂層易于模擬、注漿效果易于檢測的滲透注漿試驗裝置。應用此試驗裝置，采用均勻試驗設計，以固

4、砂劑為注漿材料，以沈陽地鐵注漿層砂土為受注介質，對滲透注漿進行試驗研究。并通過回歸分析，得到滲透注漿過程中，注漿壓力、地層參數(shù)、漿液水灰比同漿液擴散半徑、漿液耗用量、結石體強度之間的定量關系;并研究了滲透注漿時，地層參數(shù)（滲透系數(shù)、孔隙率）、注漿壓力和水灰比對漿液的擴散半徑、注漿結石體強度、注漿量的影響程度。
　　采用試驗研究結果，對沈陽地鐵文-五區(qū)間隧道注漿工程進行設計。應用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，結合時間對結石體強度的影響規(guī)