摘要：为研究超细水泥浆液在砂土中的扩散规律,以赵固一矿西翼进风巷围岩加固为研究背景,设计了一套砂土注浆试验装置,运用正交设计法开展了多组砂土注浆试验,分析了单位时间流量、水灰比、砂土渗透系数等因素对浆液扩散体积和注浆量的敏感性及影响,系统讨论了不同渗透系数条件下,随注浆流量和水灰比变化浆液结石体形状的变化规律。研究结果表明:浆液扩散范围的影响因素主次排序为单位时间流量、水灰比、渗透系数,影响注浆量因素的主次顺序与浆液扩散体积的影响因素一致。发现单位时间流量、水灰比和渗透系数对浆液扩散体积和注浆量的影响并非呈线性关系,而是呈多元幂函数关系,构建了对应的浆液扩散体积和注浆量求解式,并对影响浆液扩散体积和注浆量的参数进行了回归分析。在渗透系数较大的砂土中,浆液以渗透注浆为主,结石体形状呈规则的圆球状,注浆流量和水灰比增大对结石体积影响显著。随着砂土渗透系数减小,结石体形状沿薄弱面发展,即由沿四周的均匀渗透扩散向沿薄弱面发展的劈裂注浆,注浆流量增大和水灰比减小对劈裂注浆有积极作用。研究结果可为松散砂土环境下地下工程注浆设计和施工提供参考。

摘要：地聚合物注浆材料作为低碳材料取代高能耗水泥基浆材应用于隧道注浆加固工程具有重要的现实意义。为合理设计矿渣基地聚合物注浆材料配合比,揭示碱激发反应作用机制,首先通过单因素试验确定粉煤灰的掺量,在此基础上以激发剂模数、浓度和液固比为自变量,浆体抗压强度为响应目标值,采用响应面中心复合设计法,建立地聚合物浆体的二次抗压强度预测模型,并对模型进行显著性分析、方差分析以及响应面综合分析,并结合XRD、SEM和FT-IR对地聚合物的反应产物组成和微观结构进行研究。结果表明:用响应面法能较为准确地对地聚合物注浆液配合比进行优选,激发剂浓度是影响抗压强度的最主要因素,且激发剂浓度和液固比之间的交互作用显著。碱激发矿渣-粉煤灰体系出现C-(A)-S-H、N-A-S-H多凝胶共存的现象,凝胶相的凝结硬化为浆体提供强度;随着龄期的延长,凝胶含量增加,体系微观结构更加致密,宏观力学性能进一步提升。综合考虑浆体强度发展和施工性能,得出矿渣和粉煤灰用量为9∶1,激发剂模数和浓度分别为1.2、15%,液固比为0.6时,地聚合物注浆材料综合性能最优。研究可为地聚合物注浆材料的工程应用提供参考和借鉴。