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考虑黏度时空分布的动水扩散数值模拟与试验研究
1
作者
王振军
刘人太
+4 位作者
张庆松
惠冰
陈孟军
马晨阳
李鸿钊
《山东大学学报（工学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期132-143,共12页
为研究新型岩溶管道注浆材料(WIS新型注浆材料)在动水条件下的扩散规律,从注浆材料自身的物理化学性质出发,通过流变性能试验研究WIS新型注浆材料的浆液流型,建立基于黏度时空分布的函数方程,阐述混合物浆液在管道内运移的动态演化过程...
为研究新型岩溶管道注浆材料(WIS新型注浆材料)在动水条件下的扩散规律,从注浆材料自身的物理化学性质出发,通过流变性能试验研究WIS新型注浆材料的浆液流型,建立基于黏度时空分布的函数方程,阐述混合物浆液在管道内运移的动态演化过程;借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件计算在不同注浆速率、管道直径、浆液粒径参数下浆液扩散形态随时间的变化特征,对比分析模拟试验中管道内速度场的演化规律。结果表明:WIS新型注浆材料为黏度时空变化型浆液;黏度时空分布状态下浆液的扩散运移过程中质点黏度不断增大,每相邻两个浆液质点的黏度随注浆扩散均各不相同,浆液质点的间距不断减小,扩散距离也不断减小;数值模拟计算结果显示:WIS新型注浆材料的扩散过程具有明显的非对称性,顺水扩散距离均随注浆扩散时间增大而增大,扩散距离与注浆速率成负相关关系,与管道直径、浆液粒径成正相关关系;注浆口下游管路流速与注浆扩散时间存在显著的负相关关系;数值模拟计算结果与模拟试验结果的速度场演化规律具有一致性,同时验证了在误差允许的范围内数值模拟规律的合理性。研究成果可为岩溶管道突涌水环境下的注浆参数设计提供可靠的理论依据及参考价值。
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关键词
WIS新型注浆材料
动水注浆
黏度
时空
变化
浆液扩散
数值仿真
原文传递
考虑黏度时空变化特性速凝化学浆液渗透注浆机制
2
作者
王鹏程
阎学松
+4 位作者
孙星亮
刘志春
段远钊
宁志玮
何佳贵
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3668-3680,共13页
速凝双液化学浆液需采用静态混合方式施工,这使得浆液黏度随时间和空间变化而变化。以聚氨酯-水玻璃为典型速凝化学浆液,研究考虑黏度时空变化特性的渗透注浆机制,开展速凝化学浆液黏度时变试验,推导了一维渗透注浆的黏度时空分布方程...
速凝双液化学浆液需采用静态混合方式施工,这使得浆液黏度随时间和空间变化而变化。以聚氨酯-水玻璃为典型速凝化学浆液,研究考虑黏度时空变化特性的渗透注浆机制,开展速凝化学浆液黏度时变试验,推导了一维渗透注浆的黏度时空分布方程、渗透运动方程和注浆压力时空演化方程,进一步推导了三维球形和柱形渗透注浆的黏度时空分布方程、渗透运动方程和注浆压力时空演化方程,建立了考虑黏度时空变化特性的球形和柱形渗透注浆理论;将已有的渗透注浆室内试验成果,以及开展的数值模拟研究,与推导的理论公式进行对比分析。根据结果可知,速凝化学浆液黏度随时间呈指数增长,与传统的Karol渗透注浆理论相比,考虑黏度时空变化特性的速凝化学浆液渗透注浆理论所预测的渗透半径更接近试验结果,所描述的渗透注浆现象与数值模拟结果吻合良好,验证了理论的准确性。
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关键词
渗透注浆
速凝浆液
化学注浆
黏度
时空
变化
注浆机制
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职称材料
题名
考虑黏度时空分布的动水扩散数值模拟与试验研究
1
作者
王振军
刘人太
张庆松
惠冰
陈孟军
马晨阳
李鸿钊
机构
山东省交通科学研究院
山东大学岩土与地下工程研究院
出处
《山东大学学报（工学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期132-143,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52021005,52378352)
国家重点研发计划资助项目(2022YFB2302204-05-4)
+1 种基金
山东省交通运输科技计划资助项目(2023B46)
济南市新高校20条资助项目(202228071)。
文摘
为研究新型岩溶管道注浆材料(WIS新型注浆材料)在动水条件下的扩散规律,从注浆材料自身的物理化学性质出发,通过流变性能试验研究WIS新型注浆材料的浆液流型,建立基于黏度时空分布的函数方程,阐述混合物浆液在管道内运移的动态演化过程;借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件计算在不同注浆速率、管道直径、浆液粒径参数下浆液扩散形态随时间的变化特征,对比分析模拟试验中管道内速度场的演化规律。结果表明:WIS新型注浆材料为黏度时空变化型浆液;黏度时空分布状态下浆液的扩散运移过程中质点黏度不断增大,每相邻两个浆液质点的黏度随注浆扩散均各不相同,浆液质点的间距不断减小,扩散距离也不断减小;数值模拟计算结果显示:WIS新型注浆材料的扩散过程具有明显的非对称性,顺水扩散距离均随注浆扩散时间增大而增大,扩散距离与注浆速率成负相关关系,与管道直径、浆液粒径成正相关关系;注浆口下游管路流速与注浆扩散时间存在显著的负相关关系;数值模拟计算结果与模拟试验结果的速度场演化规律具有一致性,同时验证了在误差允许的范围内数值模拟规律的合理性。研究成果可为岩溶管道突涌水环境下的注浆参数设计提供可靠的理论依据及参考价值。
关键词
WIS新型注浆材料
动水注浆
黏度
时空
变化
浆液扩散
数值仿真
Keywords
WIS new grouting material
running water grouting
the spatiotemporal variation of viscosity
slurry diffusion
numerical simulation
分类号
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
原文传递
题名
考虑黏度时空变化特性速凝化学浆液渗透注浆机制
2
作者
王鹏程
阎学松
孙星亮
刘志春
段远钊
宁志玮
何佳贵
机构
石家庄铁道大学土木工程学院
中铁十五局集团有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3668-3680,共13页
基金
国家重点研发计划(No.2023YFC3806701)。
文摘
速凝双液化学浆液需采用静态混合方式施工,这使得浆液黏度随时间和空间变化而变化。以聚氨酯-水玻璃为典型速凝化学浆液,研究考虑黏度时空变化特性的渗透注浆机制,开展速凝化学浆液黏度时变试验,推导了一维渗透注浆的黏度时空分布方程、渗透运动方程和注浆压力时空演化方程,进一步推导了三维球形和柱形渗透注浆的黏度时空分布方程、渗透运动方程和注浆压力时空演化方程,建立了考虑黏度时空变化特性的球形和柱形渗透注浆理论;将已有的渗透注浆室内试验成果,以及开展的数值模拟研究,与推导的理论公式进行对比分析。根据结果可知,速凝化学浆液黏度随时间呈指数增长,与传统的Karol渗透注浆理论相比,考虑黏度时空变化特性的速凝化学浆液渗透注浆理论所预测的渗透半径更接近试验结果,所描述的渗透注浆现象与数值模拟结果吻合良好,验证了理论的准确性。
关键词
渗透注浆
速凝浆液
化学注浆
黏度
时空
变化
注浆机制
Keywords
permeation grouting
rapid-setting grout
chemical grouting
space-time variation of viscosity
grouting mechanism
分类号
TU457 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑黏度时空分布的动水扩散数值模拟与试验研究
王振军
刘人太
张庆松
惠冰
陈孟军
马晨阳
李鸿钊
《山东大学学报（工学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
2
考虑黏度时空变化特性速凝化学浆液渗透注浆机制
王鹏程
阎学松
孙星亮
刘志春
段远钊
宁志玮
何佳贵
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
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