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劈裂注浆加固技术及研究进展 被引量：11
1
作者 秦鹏飞 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期64-70,共7页
作为不良地质体的有效加固手段,劈裂注浆技术目前已在土木、水利和矿业等工程中发挥着重要作用。针对劈裂注浆技术研究取得的许多创新性的成果,笔者对这些最新研究进展进行阐释与述评。分析了劈裂注浆的发展过程及扩散半径计算方式,然... 作为不良地质体的有效加固手段,劈裂注浆技术目前已在土木、水利和矿业等工程中发挥着重要作用。针对劈裂注浆技术研究取得的许多创新性的成果,笔者对这些最新研究进展进行阐释与述评。分析了劈裂注浆的发展过程及扩散半径计算方式,然后基于弹塑性力学的基本原理,对裂隙岩体的劈裂注浆力学机制、考虑荷载非对称作用下劈裂注浆压力的计算方式、脉动注浆浆液扩散规律及劈裂注浆加固效果等进行了总结,从试验层面对劈裂缝产生及分布规律、"浆-土"耦合效应对劈裂注浆规律的影响和土石分层介质劈裂注浆效果的差异等创新研究成果进行了阐释,最后结合离散元和有限元数值计算对劈裂扩展动态进行了进一步揭示。劈裂注浆理论和试验研究一系列创新成果的取得,必将推动劈裂注浆技术向着精细化管理和精细化质量水平方向迈进。 展开更多
关键词 劈裂注浆 启劈压力 脉动注浆 “浆-土”耦合效应
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堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究 被引量：10
2
作者 张聪 梁经纬 +3 位作者 阳军生 曹磊 谢亦朋 张贵金 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1507-1514,共8页
基于脉动注浆泵可输出低频周期性脉冲压力的特点,结合可控性黏土固化浆液,提出了一种可用于堤坝防渗加固的新方法。通过进行原型试验验证了该方法的可行性,考虑钻孔扰动和脉动低频重复压力对地层渗透特性的影响,推导了黏土固化浆液脉动... 基于脉动注浆泵可输出低频周期性脉冲压力的特点,结合可控性黏土固化浆液,提出了一种可用于堤坝防渗加固的新方法。通过进行原型试验验证了该方法的可行性,考虑钻孔扰动和脉动低频重复压力对地层渗透特性的影响,推导了黏土固化浆液脉动扩散方程,运用多场耦合软件COMSOL探讨了脉动压力下黏土固化浆液扩散的机制,最后将研究成果成功应用于南水北调中线鹤壁段引水渠道边坡帷幕注浆工程。研究结果表明:黏土固化浆液脉动控制注浆技术可显著提高地层连续性和整体性,结石体28 d强度大于2 MPa,渗透系数可降至10^(-5)cm/s左右,浆液在注浆孔附近与土体胶结成块,邻近注浆孔浆脉交错搭接,整体表现为空间立体网状包裹结构的防渗墙体;对数值模拟和现场试验结果进行综合分析,堤坝脉动注浆时间应控制在1 800～2 400 s之间,合理的脉动注浆压力在0.2～2 MPa之间,脉动持续时间宜调至4～8 s,脉动间隔时间宜调至2～6 s,这样有利于保证堤坝脉动注浆工程达到最优的防渗加固效果;工程实践的渠道边坡连续性、整体性得到了改善,注浆止水加固效果显著,检查孔渗透系数降至10^(-5 )cm/s,所取芯样完整,芯样最长可达40 cm。 展开更多
关键词 堤坝 脉动注浆 黏土固化浆液 原型试验 数值模拟 南水北调工程
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全风化花岗岩地层脉动灌浆控制防渗机理研究 被引量：10
3
作者 窦金熙 张贵金 +5 位作者 陈安重 杨博石 信瑞亮 蒋煌斌 段吉鸿 李海 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期309-318,I0005,I0006,共12页
针对全风化花岗岩地层的基础防渗加固,传统灌浆工艺限制于结构松散难以成孔起压,加剧了地基处理的难度。提出采用"钻灌一体,脉动灌浆"技术工艺;并利用数值模拟实现了不同脉动周期压力、钻灌时间控制参数下浆液渗透扩散规律及... 针对全风化花岗岩地层的基础防渗加固,传统灌浆工艺限制于结构松散难以成孔起压,加剧了地基处理的难度。提出采用"钻灌一体,脉动灌浆"技术工艺;并利用数值模拟实现了不同脉动周期压力、钻灌时间控制参数下浆液渗透扩散规律及脉动周期压力下地层应力–应变的过程分析,通过脉动和稳压灌浆的浆液扩散与防渗影响范围对比,揭示了脉动灌浆防渗控制机理,得出了灌浆参数;结合黏土水泥浆灌浆材料进行了现场工程试验,现场试验验证了控制参数的合理性。试验表明,1.5~2.0 MPa脉动灌浆压力下,单排孔布设间距1 m,常规吕荣试验检查孔段次统计,透水率<2 Lu的占70%;疲劳吕荣试验透水率<3 Lu的比例为97%,透水率稳定区间为0.5~2.4 Lu;破坏吕荣试验透水率稳定区间为2~8.5Lu。灌浆后全风化、强风化地层的岩体完整性均有不同程度的提高,声波提升幅度范围为17.3%~52.5%。检查孔取出的芯样较完整,芯样抗压强度平均达7.3 MPa,且灌浆过程地层抬升小。研究成果对于全风化花岗岩以及同类地层具有较强的应用性,为此类地层防渗处理提供了一个可借鉴的工程案例。 展开更多
关键词 脉动灌浆 花岗岩 吕荣试验 加固机理 全风化
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松软地层脉动灌浆封孔浆体止浆机制初步研究 被引量：9
4
作者 张贵金 梁经纬 +2 位作者 杨东升 潘烨 彭春雷 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期210-218,共9页
浆体封闭脉动灌浆是松软地层防渗加固的有效手段,但封孔浆体的止浆机制尚不明确。基于工程断裂力学以及宾汉姆流体同心环状劈裂流动模型,对脉动灌浆封孔浆体的止浆机制进行了定性分析,并基于能量守恒,推导出了脉动灌浆封孔浆体止浆的控... 浆体封闭脉动灌浆是松软地层防渗加固的有效手段,但封孔浆体的止浆机制尚不明确。基于工程断裂力学以及宾汉姆流体同心环状劈裂流动模型,对脉动灌浆封孔浆体的止浆机制进行了定性分析,并基于能量守恒,推导出了脉动灌浆封孔浆体止浆的控制方程。分析了脉动灌浆封孔浆体的止浆能力与浆液流变性能、封孔浆体性能以及脉动频率的关系,封孔浆体的承载极限灌浆压力随浆液塑性黏度和屈服应力的增大而增大,随封孔浆体塑性强度的增大呈线性增加,随脉动持续时间的增加而减小,随脉动间隔时间的增大而增大,随封孔高度的增加不断增大。利用自制室内试验装置,验证了脉动灌浆封孔浆体的止浆机制。在南水北调中线河南鹤壁段引水渠边坡防渗工程中,针对松软地质条件,采用封孔浆体止浆技术对边坡工程进行了自下而上分段脉动灌浆,灌后抽水试验表明地层渗透系数达到10-5~10-6cm/s,对比传统灌浆工艺节省20%工作量。 展开更多
关键词 松软地层 脉动灌浆 封孔浆体 止浆机制
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松散地层脉动与稳压灌浆室内试验研究 被引量：5
5
作者 张贵金 肖通 +1 位作者 张聪 梁经纬 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期87-93,共7页
开展松散地层控制灌浆工艺研究具有重要的工程实践意义。开发了一套室内松散地层灌浆模拟试验装置,可模拟受灌体弹塑性边界,对比进行稳压灌浆与脉动灌浆试验。试验结果表明,在相同围压(0.2 MPa)、水固比(0.6)、不同灌浆压力(0.1,0.2,0.4... 开展松散地层控制灌浆工艺研究具有重要的工程实践意义。开发了一套室内松散地层灌浆模拟试验装置,可模拟受灌体弹塑性边界,对比进行稳压灌浆与脉动灌浆试验。试验结果表明,在相同围压(0.2 MPa)、水固比(0.6)、不同灌浆压力(0.1,0.2,0.4 MPa)条件下,脉动灌浆灌后结石体7 d强度明显优于稳压灌浆,且强度值分布较均匀。电镜扫描表明,脉动灌浆后的土体呈团状结构,较常规灌浆后的絮状结构更紧密。脉动灌浆参数影响试验表明,采用较大的脉动灌浆压力有利于受灌体挤密,但压力过大更易劈裂扩散,造成浆脉变薄、结石强度降低;采用较小的水固比不利于浆液的扩散,但水固比过大会导致结石体厚度变薄、强度降低。试验论证了松散地层灌浆采用脉动灌浆工艺更加适宜,但需合理控制灌浆压力和水固比。 展开更多
关键词 松散地层 室内模拟试验 脉动灌浆 稳压灌浆 灌浆参数
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考虑渗滤效应的全风化花岗岩体脉动注浆扩散规律
6
作者 窦金熙 张贵金 +2 位作者 蒋煌斌 匡楚丰 张熙 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期2060-2070,共11页
脉动注浆作为深厚覆盖层防渗加固处理的新工艺,尽管已得到一定应用,但脉动压力作用下相应浆液的扩散规律尚不明确。基于脉动注浆理论模型,推导了脉动注浆浆液扩散运移解析方程;采用数值模拟构造脉动周期压力变化模型,依托COMSOL多物理... 脉动注浆作为深厚覆盖层防渗加固处理的新工艺,尽管已得到一定应用,但脉动压力作用下相应浆液的扩散规律尚不明确。基于脉动注浆理论模型,推导了脉动注浆浆液扩散运移解析方程;采用数值模拟构造脉动周期压力变化模型,依托COMSOL多物理场耦合平台结合MATLAB,开发了考虑渗滤效应的脉动注浆扩散数值模拟程序,模拟脉动注浆的“浆-土”耦合作用过程;并通过自设计的脉动和稳压注浆模拟试验装置,对比脉动注浆与稳压注浆的浆液扩散差异;通过以上方法的相互验证,揭示了颗粒悬浮液流体在脉动压力作用下于全风化花岗岩体的扩散基本规律。研究结果表明:在全风化花岗岩体中,稳压注浆容易劈裂形成浆脉,扩散渗滤范围小,浆液扩散不可控;脉动压力控制下浆液的扩散可以形成有效的加固圈和浆泡,渗滤范围广;理论计算、室内试验、数值模拟所得浆液扩散运移距离一致,上下限误差均在合理范围之内,建立的数值模型和推导的理论公式较好地描述了脉动压力控制下浆液扩散过程和分布。研究成果可为脉动注浆防渗加固、数值模拟及工程实践提供较强的指导意义。 展开更多
关键词 渗滤效应 全风化花岗岩 扩散规律 脉动注浆 “浆-土”耦合
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砂质土体脉动注浆浆-土耦合动力响应分析 被引量：3
7
作者 窦金熙 张贵金 +2 位作者 张熙 范伟中 宋伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3315-3327,共13页
脉动注浆作为解决松散土体注浆的新工艺,尽管已经得到一定应用,但脉动荷载作用下浆-土耦合的动力响应研究,远滞后于工程实践。基于脉动注浆原理,设计了一套脉动注浆监测响应系统,设定不同脉动周期压力和土体孔隙比,研究不同脉动周期荷... 脉动注浆作为解决松散土体注浆的新工艺,尽管已经得到一定应用,但脉动荷载作用下浆-土耦合的动力响应研究,远滞后于工程实践。基于脉动注浆原理,设计了一套脉动注浆监测响应系统,设定不同脉动周期压力和土体孔隙比,研究不同脉动周期荷载作用砂质土体的响应规律;依托COMSOLMultiphysics平台结合MATLAB,二次开发了适用于模拟脉动注浆浆-土耦合应力-应变的程序;通过物理试验对比现有注浆地层响应理论,验证了数值模拟适用性。研究结果表明:当脉动压力增大,土体的孔隙比不变时,骨架力承担脉动应力传递速率增快;脉动频率越大,土体内部应力越大;脉动压力会破坏恒载作用下土体形成的强弱力链,导致应力传递均布;土体的孔隙比越大,土体越松散,脉动频率越大对于浆液在土体内部运移越有利。脉动注浆相比于稳压注浆会导致应力区域集中,应力区域集中造成的浆液渗透与挤密注浆,有利于降低注浆过程地层抬升位移;相比稳压注浆的浆液易沿小主应力或者地层缺陷处浆液持续劈裂,脉动注浆浆液扩散更可控。数值模拟方法为不同脉动施工参数、地层条件以及注浆材料下,浆液扩散规律研究提供了新思路,研究结论可为工程实践提供较强的指导意义。 展开更多
关键词 脉动注浆 砂质土 动力响应 黏土-水泥浆液 浆-土耦合
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基于AMESim的脉动灌浆系统建模与特性分析
8
作者 李凤玲 游庆如 彭春雷 《机床与液压》 北大核心 2024年第6期133-138,共6页
为了了解脉动灌浆系统的力学特性以及压力等参数的控制特性,通过对脉动灌浆系统组成和工作原理进行分析,基于AMESim仿真平台建立了脉动灌浆系统仿真模型。为了验证模型的正确性,将施工现场监测的输浆管道压力和流量数据与仿真模型的输... 为了了解脉动灌浆系统的力学特性以及压力等参数的控制特性,通过对脉动灌浆系统组成和工作原理进行分析,基于AMESim仿真平台建立了脉动灌浆系统仿真模型。为了验证模型的正确性,将施工现场监测的输浆管道压力和流量数据与仿真模型的输出数据进行比较。结果表明:该仿真模型能够较为准确地模拟系统的动态曲线变化规律,压力及流量的平均相对误差分别为6.4%、7.6%,验证了模型的正确性。根据灌浆条件的变化,通过仿真模型分析,得到了不同的泵送频率、浆液黏度、管道长度等条件下的浆液管道内压力和流量特性的变化曲线。 展开更多
关键词 脉动灌浆系统 仿真建模 压力特性 流量特性
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车田江水库除险加固工程中的防渗处理设计 被引量：1
9
作者 聂鹏 谭歆 刘栋 《湖南工业职业技术学院学报》 2023年第1期20-23,47,共5页
以湖南省新化县车田江水库除险加固工程为案例,从坝体防渗、坝基和坝肩防渗等方面对水库除险加固进行研究,通过工程经验并结合本工程实际,分别对坝体、坝基和坝肩采用高压脉动灌浆、帷幕灌浆进行防渗处理,同时进行安全演算,其结果满足... 以湖南省新化县车田江水库除险加固工程为案例,从坝体防渗、坝基和坝肩防渗等方面对水库除险加固进行研究,通过工程经验并结合本工程实际,分别对坝体、坝基和坝肩采用高压脉动灌浆、帷幕灌浆进行防渗处理,同时进行安全演算,其结果满足规范要求。 展开更多
关键词 除险加固 防渗处理 高压脉动灌浆 帷幕灌浆 渗流计算
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可控复合膏浆高压脉动灌浆技术在银坑水库防渗加固的应用
10
作者 廖伟彬 《价值工程》 2024年第24期89-92,共4页
本文以珠海市银坑水库坝体渗漏治理为背景,论述了膏浆状灌浆材料在复杂土层条件下大坝防渗加固中的应用及其成效。针对水库坝体渗漏的实际情况,文中分析了渗漏产生的原因及其特点,提出了一种膏浆状灌浆材料的大坝防渗处理技术,并详细阐... 本文以珠海市银坑水库坝体渗漏治理为背景,论述了膏浆状灌浆材料在复杂土层条件下大坝防渗加固中的应用及其成效。针对水库坝体渗漏的实际情况,文中分析了渗漏产生的原因及其特点,提出了一种膏浆状灌浆材料的大坝防渗处理技术,并详细阐述了该技术的施工工艺、材料参数以及操作要点。通过实际工程应用,验证了可控复合膏浆高压脉动灌浆技术在大坝防渗加固中的有效性和可靠性。该技术的应用不仅解决了银坑水库坝体渗漏问题,还提高了大坝的整体安全性和稳定性,为类似工程提供了借鉴和启示。 展开更多
关键词 水利工程 水库防渗加固 可控复合膏浆 高压脉动灌浆技术
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