›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 2226-2230.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

孔隙砂岩多次化学注浆试验研究

钱自卫,曹丽文,姜振泉,孙 强   

  1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2013-04-22 出版日期:2014-08-12 发布日期:2014-08-14
  • 作者简介:钱自卫,男,1986年生,博士研究生,主要从事煤矿工程地质及灾害治理方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划(973)项目(No. 2013CB036000);江苏省研究生培养创新工程资助项目(No. CXLX12_0963);中国矿业大学大学生创新创业基金资助项目。

Research on multiple chemical grouting experiment of porous sandstone

QIAN Zi-wei, CAO Li-wen, JIANG Zhen-quan, SUN Qiang   

  1. State Key Laboratory for Geomechanics & Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2013-04-22 Online:2014-08-12 Published:2014-08-14

摘要: 选取宁东地区典型的孔隙砂岩,采用不同颜色示踪的化学浆液进行4次注浆试验;揭示了浆液在孔隙中的扩散、充填规律及注浆次数与被注岩层渗透系数、孔隙率之间的关系。研究发现:每次化学注浆浆液的充填情况有明显的差别,首次注浆浆液在整个岩样均有较均匀的充填,后续的各次注浆浆液均呈现部分区域积聚充填的现象;随着注浆次数的增加岩样的渗透系数减小,孔隙充填率增加,渗透系数、孔隙充填率与注浆次数的关系可分别采用幂函数及对数函数拟合;4次注浆后岩样的渗透系数减小了97%,说明多次注浆起到了很好的减渗效果。依据试验成果,建立数值计算模型,预测了不同注浆次数、不同开挖条件下注浆孔及井筒的涌水量,并与井筒实际涌水量进行对比,发现两者数据较为吻合,说明依据试验结果建立数值模型进行涌水量预测是可行的。

关键词: 孔隙砂岩, 多次化学注浆, 渗透系数, 数值模型, 涌水量

Abstract: Four multiple grouting model tests have been finished with slurry tracked by different colors, by using typical porous sandstone selected in Ningdong. It reveals the law of diffusion and filling of slurry in pores, and the relationship between repetitions of grouting and permeability coefficient and porosity of the injected rock and soil mass. The studies found: the filling state of grout is obviously different from others in each single grouting of the multiple grouting test, the slurry of the first time grouting has more uniform filling in the entire profile, while the slurry shows accumulation of filling partly. In the experiment, the more the times of grouting is, the smaller the permeability coefficient of the model material and the greater the filling rate of pores will be. The relation between the permeability coefficient, filling rate of pores and number of repetitions of grouting can be fitted respectively by power function, and logarithmic function. The permeability coefficient of the model material is reduced by 97% after grouting for four times, which means that multiple grouting indeed has an influence on infiltration reduction. According to the test results, a numerical model is established to predict the water inflow of grouting holes and shaft with different grouting times and pore filling rate; and the water inflow of shaft is compared with the actual situation. The results are fairly consistent each other. showing that it is feasible to predict the water inflow by using numerical mode and basis of test results.

Key words: porous sandstone, multiple chemical grouting, permeability coefficient, numerical model, water inflow

中图分类号: 

  • TU 457
[1] 李红坡, 陈征, 冯健雪, 蒙宇涵, 梅国雄, . 双层地基水平排水砂垫层位置优化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 437-444.
[2] 彭家奕, 张家发, 沈振中, 叶加兵, . 颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 592-600.
[3] 王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[4] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[5] 徐浩青, 周爱兆, 姜朋明, 刘顺青, 宋苗苗, 陈亮, . 不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 424-430.
[6] 张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压 竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[7] 胡明鉴, 崔 翔, 王新志, 刘海峰, 杜 韦, . 细颗粒对钙质砂渗透性的影响试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2925-2930.
[8] 李 贤, 汪时机, 何丙辉, 沈泰宇, . 土体适用MICP技术的渗透特性条件研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2956-2964.
[9] 范日东, 刘松玉, 杜延军, . 基于改进滤失试验的重金属污染 膨润土渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2989-2996.
[10] 余良贵, 周建, 温晓贵, 徐杰, 罗凌晖, . 利用HCA研究黏土渗透系数的标准探索[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2293-2302.
[11] 蒲诃夫, 宋丁豹, 郑俊杰, 周 洋, 闫 婧, 李展毅. 饱和软土大变形非线性自重固结模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1683-1692.
[12] 陶高梁, 吴小康, 甘世朝, 肖衡林, 马 强, 罗晨晨, . 不同初始孔隙比下非饱和黏土渗透性 试验研究及模型预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1761-1770.
[13] 张 昭, 程靖轩, 刘奉银, 齐吉琳, 柴军瑞, 李会勇, . 基于土颗粒级配预测非饱和 渗透系数函数的物理方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 549-560.
[14] 杨鹏, 蒲诃夫, 宋丁豹. 竖井地基的大应变固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4049-4056.
[15] 刘一飞, 郑东生, 杨 兵, 祝 兵, 孙明祥. 粒径及级配特性对土体渗透系数影响的细观模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 403-412.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[2] 金志仁,何继善. 基于距离判别分析方法的深基坑支护方案优选研究[J]. , 2009, 30(8): 2423 -2430 .
[3] 张玉敏,盛 谦,张勇慧,朱泽奇. 高山峡谷地区大型地下洞室群非平稳人工地震动拟合[J]. , 2009, 30(S1): 41 -46 .
[4] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[5] 龙万学,陈开圣,肖 涛,彭小平. 非饱和红黏土三轴试验研究[J]. , 2009, 30(S2): 28 -33 .
[6] 沈海超,程远方,赵益忠,张建国,夏元博. 靖边气田煤层地应力及井壁稳定研究[J]. , 2009, 30(S2): 123 -126 .
[7] 杜延军,范日东. 改性土-膨润土竖向隔离墙材料的压缩及渗透特性试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 49 -54 .
[8] 赵跃堂,林家炜,石 磊. 冲击荷载作用下层裂问题研究[J]. , 2011, 32(S2): 122 -126 .
[9] 周建武 ,楼晓明. 软黏土中预钻孔沉桩引起的土体隆起分析[J]. , 2011, 32(9): 2839 -2844 .
[10] 陈 盼,韦昌富,王吉利,伊盼盼,曹华峰. 近饱和条件下非饱和多孔介质渗流过程的数值分析[J]. , 2012, 33(1): 295 -300 .