宾汉流体粗糙裂隙注浆理论研究及应用

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1、硕士研究生学位论文摘要I摘　　要　作者在掌握丰富的注浆技术发展史的基础上，分析了渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆及岩体裂隙注浆的理论，阐述了注浆技术的发展现状，指出了注浆技术中存在的问题及本文研究的课题。在前人研究成果的基础上，总结概括若干影响注浆扩散的裂隙参数，研究宾汉流体的渗流规律，为宾汉流体的扩散理论奠定基础，建立单一裂隙模型。根据牛顿流体和宾汉流体的渗流规律，考虑地下水影响半径等因素及浆液流变性能建立了宾汉流体的注浆扩散模型，用工程实例证明此扩散模型的优越性，为注浆控制方法的建立提供理论基础。考虑宾汉流

2、体流核的存在，并在此基础上建立了宾汉流体的地下水渗流模型，为宾汉流体注浆扩散模型的建立提供了理论依据，同时建立了地下水渗流理论与注浆扩散理论之间的联系，为注浆扩散理论的深入研究创造了有利条件。是地下水渗流规律理论的一个创新。考虑裂隙粗糙度及地下水对浆液扩散的影响，应用纳维尔—斯托克斯方程，推导出粗糙裂隙中没有地下水和考虑地下水影响时粘性流体的流量及浆液扩散半径与注浆时间的计算公式。定量的表示出注浆压力、裂隙开度、裂隙粗糙度、地下水压力对浆液扩散距离及所需时间的程度。分析表明：其他条件相同，裂隙宽度较小时，随着相

3、对粗糙度增大，其影响呈指数形式增加。但当裂隙宽度相对较大时，相对粗糙度对扩散时间的影响可忽略不计。以上述研究成果为基础，研究一种有别于常规灌浆法和GIN灌浆法的可控注浆方法，建立注浆控制数学模型，确立注浆的施工工艺和施工程序，同时开始现场的试验性工作。为了考虑帷幕整体及裂隙中浆液固结体在外荷载作用下的稳定性，从岩石力学的理论出发，研究了采矿对帷幕体的作用。通过受力分析，提出了保障帷幕稳定性所需的帷幕厚度。将上述研究成果用于谷家台矿区试采矿块的注浆堵水工程实践，取得了显著的堵水效果和经济效益。关键词：　裂隙注浆；

4、渗流机理；宾汉流体；裂隙粗糙度；稳定性　　　　　　　　　　　　　硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractInthispaper,thetheoryofpermeationgrouting,extrusiongrouting,wedgegroutingandgroutingincrackandfissureofrockwasanalyzedonthebasisofmasterthelatestdevelopmentsingroutingtechniques,theproblemsingrout

5、ingtechniquesandthequestionforstudywasgiven.Toresearchfissureparametersandsummarizeeffectsofmanyfissuresparametersongroutingspread,toresearchinfluentlawofBinghamfluidsforbasementofspreadtheoryofBinghamfluids,tosetupasinglemassfissuresmodel.0nthebasisofinflue

6、ntlawofNewtonianandBinghamfluids,tosetupmodelofgroutingspreadofBinghamfluidstoprovidetheoreticbasementforgroutingmethodconsideringradiusofundergroundwateretc.andrheologicalparameters.TosetupinfluentmodelofundergroundwaterofBinghamfluidsconsideringexistencean

7、dvalueofflowcoretoprovidetheoreticalbasisformodelofBinghamfluidgroutingspread,simultaneouslybuildrelationshipbetweeninfluenttheoryofundergroundwaterandtheoryofgroutingspread,tocreatebeneficialconditionfordeepstudyofgroutingspreadtheory.Itistheoreticalinnovat

8、ionofinfluentlawofundergroundwater.Consideringtheinfluenceoftheroughnessofcrack,theinfluenceofgroundwatertotheproliferationofgrouting,theformulasamongrateofflowandproliferationdistanceofthevisco