裂隙泥岩渗透注浆浆液失水效应与扩散特性研究

发布时间：2023-08-14 19:06

　　弱胶结泥岩广泛分布在我国西部矿区,特殊的成岩环境和沉积过程,形成了其特有的物理力学性质。泥岩体包含大量裂隙,在工程扰动等复杂应力条件下,新裂隙不断产生,原生裂隙继续扩展,众多裂隙相互贯穿,使裂隙岩体向破碎岩体转化。目前对承压状态下(法向压力)裂隙泥岩注浆浆液渗透特性的相关研究甚少,另外,泥岩在注浆过程中会吸收浆液中的水分(即泥岩裂隙中浆液流动失水效应),导致浆液参数变化,从而影响实际泥岩工程注浆浆液扩散与加固效果,因此深入理解承压状态下裂隙泥岩渗透注浆浆液失水效应与扩散特性对科学有效地开展泥岩注浆工程具有重要意义。本文以裂隙泥岩注浆为研究对象,通过自主研发的泥岩注浆试验系统,综合采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对裂隙泥岩渗透注浆浆液失水效应与扩散特性进行研究,获得的研究成果如下:(1)基于室内试验获得水泥基注浆材料及泥岩基础参数,分析了水泥基浆液流变性能及泥岩孔隙结构和力学特性,为下文注浆浆液渗透物理试验及数值试验中泥岩模型提供基础参数。利用核磁共振方法(NMR)和数字照相量测技术(DPM)开展了泥岩对浆液中水的渗吸试验,模拟了在裂隙泥岩注浆过程中不同水灰比浆液中的水在裂...

【文章页数】：169 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容、方法及技术路线
2 水泥基注浆材料与弱胶结泥岩物理力学参数特征
    2.1 水泥基注浆材料
    2.2 泥岩孔隙结构与力学特性
    2.3 本章小结
3 泥岩裂隙中浆液流动失水效应与浆液粘度演化规律
    3.1 岩体材料和试验方法
    3.2 试验结果和分析
    3.3 泥岩注浆浆液失水粘度演化特征
    3.4 本章小结
4 承压状态下粗糙裂隙浆液非线性流动特征
    4.1 承压状态下裂隙岩体注浆浆液流动可视化试验系统
    4.2 承压状态下不同水灰比对浆液流动特性影响
    4.3 承压状态下裂隙不同粗糙度对浆液流动特性影响
    4.4 承压状态下粗糙多裂隙注浆浆液流动特性
    4.5 本章小结
5 承压状态下破碎泥岩注浆加固及宏-细观破坏特性
    5.1 承压状态下破碎泥岩注浆可视化试验系统及试验方案
    5.2 承压状态下破碎泥岩注浆加固体力学及宏-细观破坏特性
    5.3 本章小结
6 考虑浆液失水效应的裂隙泥岩应力-浆液流动耦合模型
    6.1 ALE描述下不可压粘性流体Navier-Stokes方程
    6.2 裂隙泥岩应力-浆液流动耦合模型
    6.3 考虑浆液失水效应的裂隙泥岩应力-浆液流动耦合数值分析
    6.4 本章小结
7 巷道底板裂隙泥岩注浆浆液扩散机制及加固控制效应
    7.1 工程概况
    7.2 巷道底板泥岩裂隙-基质微孔注浆浆液扩散特性
    7.3 巷道底板破碎泥岩注浆加固及稳定控制
    7.4 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论与创新点
    8.2 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3841888