椭圆形裂隙渗透注浆模拟试验研究

通过椭圆形裂隙渗透注浆模拟试验装置进行渗透注浆模拟试验,研究了裂隙宽度、注浆压力、水灰比、注浆时间对浆液扩散距离和注浆量的影响。结果表明:水灰比对浆液扩散距离和注浆量影响最大,注浆时间对浆液扩散距离和注浆量的影响最小;浆液扩散距离和注浆量与裂隙宽度、注浆压力、水灰比、注浆时间成正比,浆液扩散距离和注浆量随水灰比的增长率逐渐提高,随裂隙宽度、注浆压力、注浆时间的增长率逐渐降低。     

基于CW环氧浆液流变性的注浆扩散理论研究

为建立更符合实际的化学注浆扩散模型,针对CW环氧浆液的流变性能进行了多组黏度时变性试验研究,结果表明温度不变时各种配比浆液的黏度和时间存在一定的指数函数关系。结合球形、柱形注浆扩散理论,对环氧浆液的注浆量和注浆扩散半径公式进行了时变性优化。通过分析优化公式,显示环氧浆液在渗透过程中呈减速运动;当各种环境系数保持不变时,注浆最大注浆量和最大扩散半径取决于黏度与时间函数关系中参数的乘积。对比了各组环氧浆液的函数参数乘积,得到黏度增长较慢的浆液具有更好的注浆扩散能力。     

盾构隧道壁后注浆压力对地表沉降的影响分析

为直观了解盾构隧道施工过程中壁后注浆压力对土体变形的影响,分析盾构隧道注浆压力大小对管片上浮的影响,保证在隧道施工过程中采用合理的注浆压力,控制地表变形量。采用FLAC3D软件对上海某越江隧道施工过程进行了数值模拟,分析注浆压力对管片上浮的影响。结果表明:在不同注浆压力及不同分布形式情况下,土体受扰动程度差异较大;当注浆浆液充填等待层后,随着注浆浆液逐渐硬化,盾构隧道管片会逐渐形成上浮趋势,上浮量与注浆压力有关,当注浆压力控制在0.2～0.3MPa时,地表变形量可以得到有效控制,所以施工中应该值得注意。同时也为今后的盾构隧道数值模拟与现场施工提供参考。     

水泥水玻璃注浆加固黄土隧道富水软弱段试验研究

针对黄土隧道富水软弱段围岩强度低、自稳能力差,极易发生地质灾害的现状,在室内测定了水泥-水玻璃浆液不同配比下的凝结时间以及注浆加固时影响土体无侧限抗压强度因素的基础上,通过现场模拟试验,对水泥-水玻璃浆液配比、注浆压力、浆液扩散半径等技术参数和注浆加固后复合土体的强度进行了研究。结果表明:水灰比取1∶1、水玻璃浓度取30~35°Be'及水泥水玻璃体积比取1∶1制备的浆液凝胶时间较为合理;当土体含水率为20%、密度1. 8 g/cm3、水玻璃浓度35°Be'及浆液掺入比为15%时,其无侧限抗压强度最大;现场模拟试验表明:注浆压力在0. 4~1. 0 MPa时,浆液的扩散半径为0. 4~0. 9 m,加固后土体的力学性能有了较大的改善,其极限荷载为300 k Pa,变形模量为21. 48 MPa。     

含水率和温度影响下的高原土体力学特性试验研究

利用自主研制的土体冻融循环剪切试验仪,开展了温度和含水率影响下的青藏高原土体力学特性正交试验,从压缩特性、冻结和冻胀、剪切特性3个方面对土体进行分析。结果表明:土样压缩过程的法向位移随含水率的增大而增加,压缩量与法向应力关系可用双曲线模型进行描述。不同含水率的土体从0 ℃降至?12 ℃过程中均产生了土体冻结现象,含水率12%的土体发生冻胀时的温度集中在?3~?2 ℃范围内。温度越低,土体的应力软化特性越明显,且峰值剪切应力和残余剪切应力越大,土体在最佳含水率附近时峰值剪切应力最大。?12 ℃土体的法向位移变化规律在不同试验条件下均表现出剪胀特性,而12 ℃和0 ℃土体随着含水率的增加由胀缩特性并逐渐变化至完全以剪缩特性为主。内摩擦角随含水率和温度的增大而减小,黏聚力随温度的升高而减小,在最佳含水率附近最大。     

高压旋喷桩处理路基病害成桩控制技术现场评价试验研究

为研究高压旋喷桩处理路基病害的可行性及成桩控制技术参数，开展了控制６级注浆压力、３个俯角以及４级注浆提升速度的１２根高压旋喷桩旋喷注浆现场试验。结果发现:旋喷桩的桩长随注浆压力的增大先增大后下降，且桩长变化大小基本与注浆压力增加幅值保持比例关系，而注浆压力的提升整体上有助于桩径的增大；注浆压力对空腔正矢的影响特征因注浆压力的具体大小而异。俯角对成桩截面及桩长形态影响应该综合分析，其中桩长随俯角的增加而减少，但是水平桩径和垂直桩径却同步增大，裂纹的生成与发展受俯角增大而减少和抑制，建议小俯角注浆，并通过二次补浆作业方法保证桩长及桩径质量，而在水平向注浆时应提高注浆设计量或浆液浓度。     

东北季冻区灌渠渠底土冻胀力影响因素分析

为研究东北寒区频发的渠道冻胀问题,针对黑龙江北安二龙山农场灌渠渠底冻胀情况,将其简化为一维冻胀模型,设计并制作了符合一维冻胀工况的试验装置,采用正交试验方法对影响渠底土冻胀力的因素进行分析,结果表明:平均冻胀温度是最主要的影响因素,冻胀力随温度的降低而升高,且在-40℃时(其他因素不变)法向冻胀力最大,为1.49MPa;含水率影响也比较显著,冻胀力随含水率增大而升高,但当含水率超过18%时冻胀力略有下降,含水率为18%时(其他因素不变)冻胀力最大,为1.45 MPa;当含水率为14%、平均冻胀温度为-40℃、预加压力为1 kN、土样孔隙率为62%时,冻胀力最大,冻胀最明显。     

南水北调工程采空区三维宾汉姆流体紊流模拟

南水北调中线工程穿越多个煤矿采空区,对工程的安全施工与运行造成了严重威胁,因此对煤矿采空区进行注浆加固处理已成为工程迫切需要解决的问题。本文根据注浆浆液的宾汉姆流体特性,建立宾汉姆流体本构模型方程。基于采空区三维几何地质信息模型,提出三维宾汉姆流体k-ε紊流数学模型。针对注浆工程中岩层、断裂带、冒落区、采空区、煤层底板等地质层采用不同的地质参数、孔隙率和阻力系数,对宾汉姆流体浆液在采空区中的紊流扩散进行模拟,实现了宾汉姆流体浆液的采空区多孔分序注浆模拟,并分析了浆液的扩散规律。结果表明：在一定时间范围内,浆液扩散半径和采空区的充填率随时间的增加而增加,但其变化率呈逐渐减少的趋势,并最终趋于零,数值模拟的注浆量与实际注浆量相比误差为11.8%。研究可为采空区注浆的设计与优化提供理论依据与技术支持,对确保南水北调渠道长期安全稳定运行具有重要的理论意义和实践价值。     

苯并[α]芘在土壤中的吸附动力学

采用室内试验方法,研究苯并[α]芘在土壤中的吸附动力学.结果表明:吸附速率会随时间的增加逐渐变小,速率曲线符合对数方程;吸附平衡时间420 min,最大吸附量为98.7μg/g(土).苯并[α]芘在土壤中的吸附反应为放热反应,温度升高会减少吸附量、降低反应平均吸附速率.     

基于离散元模拟的黏土劈裂注浆扩散特性

为从细观角度研究劈裂注浆对富含黏土隧洞的加固效果,依托滇中引水工程伍庄村隧洞进口段,采用离散元软件PFC^2D,基于离散元流固耦合理论、平板窄缝流动模型与Fish语言的二次开发,实现了注浆过程中浆液和土体颗粒的相互作用,建立了颗粒流劈裂注浆数值模型。研究了注浆时步、注浆压力、颗粒粒径比及黏结强度对浆液扩散半径及土体孔隙率的影响。结果表明：注浆压力是影响土体加固效果的主控因素,随着注浆压力的增大,浆液扩散半径不断扩大,孔隙率持续增加,与注浆孔距离越远,对孔隙率影响越小,存在最优注浆压力。土体细观参数对注浆后宏观力学特性有较为明显的影响,随颗粒粒径比和黏结强度的增大,浆液扩散半径及孔隙率明显减小。将数值模拟结果与室内模型试验结果对比,发现二者趋势吻合较好,与实际相符,验证了所建立的注浆数值模型的正确性。     

地下水封洞库储存原油与环氧树脂灌浆材料相容性试验

地下水封洞库储存原油与环氧树脂灌浆材料相容性表现为:2种材料长期接触后可能影响原油品质与灌浆材料固化物性能。为了明确2种材料长期接触的相容性,在模拟工况下开展原油静态浸泡试验,比较试验前后原油的元素含量与环氧固化物的质量、强度、分子结构、表面形貌等变化。结果表明:在40 ℃条件下,原油成分未发生显著变化,未对环氧树脂固化物的力学性能及结构形貌产生不利影响,二者间未发生化学反应。判断在正常运行条件下,原油与环氧树脂灌浆材料具有较好的相容性。     

小浪底泄洪工程高强度等级混凝土裂缝产生的原因及防治

小浪底泄洪工程中采用了抗空蚀、耐磨性能好的 70MPa高强度等级C70硅粉混凝土 .文章结合小浪底泄洪工程实际对大体积、70MPa高强度等级混凝土早期和后期施工裂缝产生的原因及防治进行了探讨 ,并介绍了两种工艺成熟的裂缝处理方法 :环氧树脂和特细水泥注浆法     

喀浪古尔水利枢纽引水泄洪洞混凝土缺陷修补

介绍丙乳砂浆、聚硫密封膏、堵漏剂、聚氨酯灌浆材料、硅粉抗磨蚀剂、环氧灌浆材料等修补材料的主要性能 .针对新疆喀浪古尔水利枢纽引水泄洪洞混凝土存在的渗漏、裂缝、蜂窝、狗洞、麻面、错台等缺陷 ,提出采用上述材料进行相应缺陷修补的方案 .经修补后的引水泄洪洞混凝土衬砌内在强度明显提高 ,硅粉砂浆 2 8d平均抗压强度达到 48.6MPa,抗折强度达到 1 1 .8MPa;丙乳砂浆 2 8d平均抗压强度达到 3 9MPa ;混凝土衬砌抗磨蚀性能及表观状况也得到大幅度改善     

水工结构细微裂缝化学灌浆技术

水工结构细微裂缝的裂缝开度小、缝面堵塞较为普遍、灌浆难度大,利用传统的裂缝灌浆工艺难以保障灌浆质量。结合工程实际,系统分析了传统灌浆工艺进行水工结构细微裂缝化学灌浆存在的不足,对现有的裂缝灌浆压力理论进行了探讨,认为水工结构细微裂缝化学灌浆技术的关键是提高可灌性,提出了“无损+高压+多孔并灌”的水工结构细微裂缝灌浆技术内涵,并详细阐述了粘贴灌浆嘴、裂缝表面封闭、清洗剂洗缝、专用设备灌浆、多孔并灌、提高灌浆压力等主要工序内容、施工工艺及质量控制要点。本成果可以显著提高水工结构细微裂缝化学灌浆的效果,又能避免灌浆孔成孔及凿槽嵌缝造成的结构混凝土表面损伤等问题,是水工结构裂缝化学灌浆技术的有机组成部分和重要补充。     

CW环氧树脂灌浆材料的固化动力学研究

CW环氧树脂灌浆材料在三峡、葛洲坝和丹江口等水利工程中得到广泛应用,目前针对其固化动力学的试验研究鲜有报道。采用非等温DSC法对CW环氧树脂灌浆材料的固化反应过程进行了试验研究,获得了CW环氧树脂灌浆材料在5,10,15,20,25 K/min 5种升温速率条件下的DSC曲线。通过Kissinger方程和Crane方程,得到了固化反应的表观活化能E_a、表观频率因子A和反应级数n,并建立了针对CW环氧树脂浆液的n级固化动力学模型。该模型可以预测和分析CW环氧树脂灌浆材料固化反应特性,再结合试验数据,能够更好地指导浆液的改性理论研究和工程实践。     

水性胶乳固化剂对水泥基弹性灌浆料性能的影响

为了改善水泥基弹性灌浆材料在深水环境条件下的使用性能,研究了丙烯酸酯乳液和水性胶乳固化剂对水泥基弹性灌浆材料性能的影响,并对水泥基胶凝材料的配比进行优化。试验结果表明,在丙烯酸酯胶乳中加入水性胶乳固化剂并掺入灌浆料后,一部分丙烯酸酯与水性固化剂中的酰胺基在水泥水化形成的碱性条件下发生迈克尔加成反应和酰胺化反应生成聚丙烯酰胺系列化合物,提高了灌浆料水下不分散性,固结体水气强度比在90%以上;同时,水性胶乳固化剂促进了另一部分丙烯酸酯共聚胶乳固化成膜,弹性灌浆料与混凝土裂缝界面水下粘结抗折强度大于2.0 MPa,抗渗承载压强大于1.2 MPa。灌浆料中掺加适量橡胶细粉并优化配伍可有效降低固结体弹性模量,提高抗冲击韧性和弹性变形能力,灌浆料固结体体积稳定,无干缩开裂隐患。     

置换灌浆在小天都水电站工程中的应用

小天都水电站地处高烈度地震区．坝区砂层的防液化处理至关重要。工程中通常采用封闭砂层、振冲和高压旋喷桩等方法施工．以改善砂层结构．防止砂层液化。但足,小天都坝址部位地下水丰富、流速较大且水压较高,河床内的漂砾石含量高且粒径大．高喷成孔和成桩都非常困难,致使振冲无法实施。通过该工程的施工实践．摸索出了一套采用置换灌浆处理砂层的可行方法。该方法改善了砂层的结构,既提高了地基承载力．又能防止砂层液化。     

龙门石窟裂隙防渗灌浆新材料试验研究

因龙门石窟早期使用的超细水泥和环氧树脂材料在后期存在着耐久性较差、泛盐碱等问题,迫切需要选出更有效的裂隙防渗灌浆新材料,以满足龙门石窟的防渗要求。通过对研发的偏高岭土、天然水硬性石灰、硫铝酸盐水泥等5组材料配方的流动性、收缩性、抗压抗折强度等特性进行对比分析,得出偏高岭土、天然水硬性石灰、膨润土3种材料配方适合于现场灌浆。在现场灌浆试验中,确定了灌浆压力为0.1~0.4 MPa,并对材料的可灌性和灌浆参数进行了探讨与分析。同时,为评价灌浆效果,对灌浆材料28 d后的固化程度、密实度、充填程度、黏结程度等进行检验分析,结果表明偏高岭土材料配方的灌浆效果最佳,为更适合于龙门石窟裂隙防渗的灌浆材料。     

大渡河金川水电站两岸卸荷岩体固结灌浆试验工艺研究

根据金川水电站的工程地质条件，对卸荷带的固结灌浆采用了定量与间歇灌浆相结合的方法，结合水泥砂浆液或加入水玻璃的方法，对特大注入量部位处理效果明显。选用5m段长时，最大灌浆压力控制在2．0MPa，在不发生抬动的前提下最大灌浆压力可提高到2．5MPa。灌浆起始浆比为0．5：1，可调整灌浆孔的顶角，增大与裂隙的交角，以提高灌浆效果。     

水布垭高面板坝趾板基础灌浆升压试验研究

针对水布垭高面板坝坝基岩体倾角平缓、岩溶构造发育且富含泥质充填物、趾板上灌浆盖重小、水库运行水头高、后期没有维修补灌条件等特点与困难,进行了趾板基础灌浆升压研究.提出"均布固结+帷幕"布孔型式,采用锚杆、分级升压、抬动监测自动报警等一系列措施,有效提高了趾板基础浅层的灌浆压力,使趾板基础帷幕灌浆第一段最大压力达到1.5 MPa,取得了良好的灌浆效果,切实增强了浅部基础防渗幕体的抗渗能力,满足水布垭高面板坝长期高水头运行的要求.