考虑重力和黏度时变性的隧道围岩水泥浆液扩散规律研究 |
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作者姓名: | 韩小龙 李朝月 王刚 杨志全 冯创成 李明 赵灿松 张泽昊 贺拿 王向鹏 叶长文 袁利伟 杨太强 喜文飞 李小辉 |
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作者单位: | 1. 中铁七局集团第三工程有限公司;2. 昆明理工大学公共安全与应急管理学院应急管理部地质灾害风险防控与应急减灾重点实验室云南省高校高烈度地震山区交通走廊工程地质病害早期快速判识与防控重点实验室;3. 河南理工大学土木工程学院;4. 成都理工大学环境与土木工程学院;5. 昆明理工大学国土资源工程学院;6. 云南师范大学地理学部 |
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摘 要: | 浆液重力和黏度时变性对浆液有效扩散范围及扩散形态的影响显著,而浆液扩散范围对隧道安全性起着决定性的作用。基于流固耦合理论和渗流力学理论建立了考虑浆液重力与黏度时变性耦合效应下的注浆浆液扩散方程,依托多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics实现了在建旧寨隧道工程中风化板岩管棚注浆扩散过程的数值模拟,并由此分析了注浆压力、浆液黏度时变性与注浆时间对浆液有效扩散范围及注浆加固圈形成的影响规律。研究结果表明:考虑水泥浆液重力后,浆液在岩土体中的扩散形态呈椭球型,注浆压力越小且注浆时间越长,浆液重力对扩散形态的影响越显著;在注浆孔水平面以上浆液扩散范围远小于注浆孔水平面以下浆液扩散范围,且在注浆孔左、右两侧浆液扩散范围呈对称分布,与重力作用机制相符;浆液黏度时变性对浆液扩散距离的影响效果显著;注浆加固圈的分布形态与注浆管的埋设角度密切相关,注浆管埋设角度越小,注浆加固圈的厚度越大,合理布设小导管是获得有效注浆加固圈的关键。
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关 键 词: | 浆液重力 流-固耦合理论 注浆加固圈 |
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