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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

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

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. 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[J]. 工业建筑, 2022, 52(3): 38-43. doi: 10.13204/j.gyjzG21090708
引用本文: 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. 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[J]. 工业建筑, 2022, 52(3): 38-43. doi: 10.13204/j.gyjzG21090708
HAN Xiaolong, LI Chaoyue, WANG Gang, YANG Zhiquan, FENG Chuangcheng, LI Ming, ZHAO Cansong, ZHANG Zehao, HE Na, WANG Xiangpeng, YE Zhangwen, YUAN Liwei, YANG Taiqiang, XI Wenfei, LI Xiaohui. Study on Diffusion Laws for Cement Slurry in Surrounding Rock of Tunnels Considering Gravity and Time-Varying Viscosity of Slurry[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2022, 52(3): 38-43. doi: 10.13204/j.gyjzG21090708
Citation: HAN Xiaolong, LI Chaoyue, WANG Gang, YANG Zhiquan, FENG Chuangcheng, LI Ming, ZHAO Cansong, ZHANG Zehao, HE Na, WANG Xiangpeng, YE Zhangwen, YUAN Liwei, YANG Taiqiang, XI Wenfei, LI Xiaohui. Study on Diffusion Laws for Cement Slurry in Surrounding Rock of Tunnels Considering Gravity and Time-Varying Viscosity of Slurry[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2022, 52(3): 38-43. doi: 10.13204/j.gyjzG21090708

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

doi: 10.13204/j.gyjzG21090708
基金项目: 

云南省基础研究计划面上项目(202001AT070043)。

云南省阿瑟夫·

中铁七局-昆明理工大学校企合作科研项目(YCGSHT-GC-004(2020))

云南省重点研发计划(202003AC10002)

汉院士工作站(202105AF150076)

详细信息
    作者简介:

    韩小龙,男,1992年出生,助理工程师。

    通讯作者:

    杨志全,男,1983年出生,博士,教授,博士研究生导师,yzq1983816@kust.edu.cn。

Study on Diffusion Laws for Cement Slurry in Surrounding Rock of Tunnels Considering Gravity and Time-Varying Viscosity of Slurry

  • 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。
  • [1] 张聪,阳军生,谢亦朋,等.非均质软弱围岩隧道注浆加固圈分布特性[J].交通运输工程学报,2019,19(3):58-70.
    [2] 杨秀竹,王星华,夏力农.幂律型浆液扩散半径研究[J].岩土力学,2005,26(11):112-115.
    [3] 杨秀竹,王星华,雷金山.宾汉体浆液扩散半径的研究及应用[J].水利学报,2004,35(6):75-79.
    [4] 杨志全,侯克鹏,郭婷婷,等.基于考虑时变性的宾汉姆流体的渗透注浆机理研究[J].四川大学学报(工程科学版),2011,43(增刊1):67-72.
    [5] 杨志全,侯克鹏,郭婷婷,等.黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透注浆机制研究[J].岩土力学,2011,32(9):2697-2703.
    [6] 叶飞,陈治,孙昌海,等.考虑浆液重力的盾构隧道管片注浆浆液渗透扩散模型[J].岩土工程学报,2016,38(12):2175-2183.
    [7] 韩鑫,叶飞,应凯臣,等.考虑重力的盾构壁后注浆浆液驱替渗透扩散[J].华中科技大学学报(自然科学版),2020,48(4):37-46.
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    [14] 赵鹏飞.吸水与工程扰动耦合效应的强-中风化硅质板岩损伤机理[D].昆明:昆明理工大学,2021.
    [15] 湛铠瑜,隋旺华,王文学.裂隙动水注浆渗流压力与注浆堵水效果的相关分析[J].岩土力学,2012,33(9):2650-2655

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  • 收稿日期:  2021-09-07

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