高聚物定向劈裂注浆动态过程数值模拟

作     者：夏洋洋 郝燕洁 杜雪明 石明生 李禄禄 XIA Yangyang;HAO Yanjie;DU Xueming;SHI Mingsheng;LI Lulu

作者机构：郑州大学水利科学与工程学院河南郑州450001 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001 南方工程检测修复技术研究院广东惠州516029 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0405002) 国家自然科学基金资助项目(51679219,52008379) 广东省引进创新创业团队项目(2016ZT06N340) 江西省水利厅科技成果重点推广计划项目(TG201601) 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2021年第52卷第12期

页      码：4464-4474页

摘      要：针对现有数值方法对高聚物定向劈裂注浆动态过程模拟困难的现状,采用二维颗粒流程序(PFC2D),考虑高聚物浆液反应过程中膨胀特性和流变特性的影响,建立高聚物定向劈裂注浆的可视化模型。通过与现场试验结果对比,验证数值模型的有效性。在此基础上对浆脉扩散形态、浆液颗粒数量和土体弹性模量对浆液扩散规律的影响及定向劈裂注浆对周围土体孔隙率的影响规律进行研究。研究结果表明:高聚物定向劈裂注浆过程分为填充、挤密、劈裂-挤密循环、最终挤密4个阶段,浆脉最终形态为“梭子状”;注浆过程中将会对钻孔周围土体进行挤密加固,距离钻孔圆心越远,土体孔隙率变化越小,且相比水平方向,竖直方向土体孔隙率变化规律更趋于一致;浆液颗粒数量和土体弹性模量对浆液扩散规律的影响基本一致,但当浆液颗粒数量超过某一定值时,钻孔中心圆孔将会发生劈裂,浆液扩散半径急剧减小,浆脉宽度加速增大;然而,当土体弹性模量超过某一定值时,浆液扩散半径开始减小,而浆脉宽度减小的速率也随之降低。

主 题 词：高聚物 定向劈裂注浆 数值模拟 膨胀力 黏度 扩散规律 

学科分类：08[工学] 0815[工学-矿业类] 081503[081503] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2021.12.026

馆 藏 号：203107118...