基于透明介质的裂隙岩体动水注浆堵水机理试验研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41472268
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:96.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0705.工程地质环境与灾害
- 结题年份:2018
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:刘金元; 杭远; 高岳; 桂辉; 綦建峰; 高炳伦; 屈浩;
- 关键词:
项目摘要
The proposal is entitled "Experimental investigation on the mechanism of grouting into rock fracturs for controlling dynamic groundwater based on transparent rock mass simulation". The interaction mechanism between injected grout and rock fracture, and the propagation and gelling under dynamic groundwater conditions play a significant foundation in the development of grouting theory and technology. On the basis of the completed NSFC project "Experimental study on chemical grout injection mechanism using transparent soil" under Grant No. 41072237, the idea of transparent fractured rock mass experiment will be proposed in the present proposal and an transparent fracture grouting experimental equipment will be established. An interpretation method for grout propagation based on digital image cross correlation (DIC) displacement analysis will be proposed. The filling relationship of injected grouts and fractures will be quantitatively described and characterized by the in-situ engineering geological explorations and the 2D and 3D propagation pattern will be re-established by micro analysis. The propagation and gelling for time-dependent viscosity grout injection into a single fracture or the fracture network saturated and permeated by water will be investigated by using the transparent media experiment; the main geological and engineering factors influencing the sealing effect of fracture water inrush will also be identified. The theoretical and numerical simulation will be conducted in this research to deduce the mathematical model for grouting into a single fracture and fracture network with flowing water, and establish the criteria of grouts retention and sealing off in fractures. The experimental results will provide a scientific foundation for improving grouting design and establishing empirical grouting effect criteria. Moreover,the validation and verification of propagation and criteria will be conducted through the grouting practices.
动水环境下的注浆浆液与岩体裂隙的相互作用机理、浆液的扩散与凝固规律是注浆理论和技术发展的重要科学基础。本项目将在已经完成的国家自然科学基金项目"化学注浆扩散机理的透明土试验研究(41072237)"的基础上,提出透明裂隙岩体试验技术的理念,建立透明裂隙注浆试验装置和基于数字图像互相关(DIC)位移分析原理的浆液扩散解释方法。结合野外工程地质调查和室内微观分析,对浆液固结岩体裂隙充填关系进行定量描述和模型重构,建立浆液扩散的二维和三维模式。通过透明岩体裂隙动水注浆室内模拟试验,研究粘时变浆液动水环境下在单一裂隙和裂隙网络中扩散与凝固规律,影响动水注浆裂隙岩体涌水封堵效果的地质因素和工程因素。建立动水裂隙岩体中单裂隙和裂隙网络动水注浆的数学模型,研究裂隙岩体浆液留存和封堵效果判据。将研究获得的浆液扩散规律和封堵效果判据作为改善注浆工程设计的科学基础,并对其有效性进行工程实践验证。
结项摘要
动水环境下的注浆浆液与岩体裂隙的相互作用机理、浆液的扩散与凝固规律是注浆理论和技术发展的重要科学基础。在国家自然科学基金项目“化学注浆扩散机理的透明土试验研究(41072237)”的基础上,将透明土理念应用于透明裂隙岩体注浆研究,建立了透明裂隙注浆试验装置和基于数字图像互相关原理的浆液扩散解释方法。.重点研究了岩体单裂隙、二维裂隙网络、三维裂隙网络动水注浆多场耦合特性和动水注浆浆液扩散模型及堵水效果判据。研究发现:(1)平直单裂隙动水注浆堵水效果的影响因素排列依次为动水流速、裂隙开度、凝胶时间和单位灌注量。粗糙单裂隙注浆堵水效果的因素依次为粗糙度系数、裂隙开度、初始动水流速、浆液胶凝时间。粗糙度大的裂隙容易被封堵。(2)二维平直裂隙网络动水注浆封堵控制因素与单个裂隙的相同。定开度的二维粗糙裂隙网络动水注浆封堵注浆效果的因素依次为初始动水流速、裂隙粗糙度系数、注浆流量和胶凝时间。(3)根据化学浆液在三维正交裂隙网络中动水注浆的浆液扩散形态,划分为压力作用扩散/沿裂隙方向扩散、重力和顺水流双重作用扩散/近圆形扩散以及顺水流方向扩散/顺水流近圆形扩散。三维正交裂隙网络注浆的裂隙渗流压力与注浆压力呈现正相关关系,温度变化曲线与渗流压力曲线呈现负相关关系。(4)建立了考虑温度场、渗流场、应力场和不同裂隙动水注浆浆液扩散的数学模型、裂隙岩体注浆考虑动水和粘时变的封堵条件。.本项目对粘时变浆液动水环境下在岩体裂隙内的扩散凝固规律、裂隙岩体动水注浆浆液封堵和留存判据2个科学问题有了深入的认识,揭示了裂隙动水注浆浆液扩散凝固、封堵留存的本质,具有重要的科学意和实用价值。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
Modeling of Grout Propagation in Transparent Replica of Rock Fractures
岩石裂缝透明复制品中浆液传播的模拟
- DOI:10.1520/gtj20140188
- 发表时间:2015-09
- 期刊:Geotechnical Testing Journal
- 影响因子:1.6
- 作者:Sui Wanghua;Qu Hao;Gao Yue
- 通讯作者:Gao Yue
An experimental investigation on slope stability under drawdown conditions using transparent soils
水位下降条件下透明土边坡稳定性试验研究
- DOI:10.1007/s10064-017-1082-8
- 发表时间:2018-08
- 期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
- 影响因子:4.2
- 作者:Sui Wanghua;Zheng Guosheng
- 通讯作者:Zheng Guosheng
斜井穿越风积砂层水砂突涌注浆治理研究
- DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2017.1332
- 发表时间:2018
- 期刊:煤炭学报
- 影响因子:--
- 作者:袁世冲;张改玲;郑国胜;蔡逢华;钱自卫
- 通讯作者:钱自卫
化学注浆防治立井二次涌水透明土试验研究
- DOI:10.13199/j.cnki.cst.2016.06.032
- 发表时间:2016
- 期刊:煤炭科学技术
- 影响因子:--
- 作者:高岳;王档良
- 通讯作者:王档良
Modelling of chemical grout column permeated by water in transparent soil
透明土壤中水渗透的化学灌浆柱建模
- DOI:10.1504/ijep.2016.10000744
- 发表时间:2016-10
- 期刊:International Journal of Environment and Pollution
- 影响因子:0.7
- 作者:Gao Yue;Sui Wang-Hua
- 通讯作者:Sui Wang-Hua
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其他文献
“地质工程专业主干课程群国家级教学团队”的建设与实践
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- 期刊:中国地质教育
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- 作者:隋旺华;刘树才;董守华;董青红;王文峰;陈同俊;姚晓娟;曾勇
- 通讯作者:曾勇
近松散含水层下采煤安全性熵值模糊综合评判
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:煤田地质与勘探
- 影响因子:--
- 作者:杨滨滨;隋旺华;YANG Binbin,SUI Wanghua(State Key Laboratory for G
- 通讯作者:YANG Binbin,SUI Wanghua(State Key Laboratory for G
红层与煤系复合结构覆岩采动破坏
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:工程地质学报.12(1).41~44,2004.3
- 影响因子:--
- 作者:张改玲*;董青红;隋旺华;陈德
- 通讯作者:陈德
裂隙动水注浆渗流压力与注浆堵水效果的相关分析
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:岩土力学
- 影响因子:--
- 作者:湛铠瑜;隋旺华;王文学;ZHAN Kai-yu1,2,3,SUI Wang-hua1,2,WANG Wen-xue1,2(1;2.State Key Laboratory for Geomechanics;Underg;3.Chongqing Design;Research Institute,China Co
- 通讯作者:Research Institute,China Co
Slaking Process and Mechanisms Under Static Wetting and Drying Cycles Slaking Tests in a Red Strata Mudstone
静态干湿循环下的熟化过程和机制 红层泥岩的熟化试验
- DOI:10.1007/s10706-015-9878-4
- 发表时间:2015-04
- 期刊:Geotechnical and Geological Engineering
- 影响因子:1.7
- 作者:綦建峰;隋旺华
- 通讯作者:隋旺华
其他文献
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