›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 2740-2746.doi: 10.16285/j.rsm.2016.2428

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于脉动注浆的宾汉流体渗透扩散机制研究

张 聪1，梁经纬2，张 箭3，阳军生1，张贵金4，叶新田1   

  1. 1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075；2.湖南省水利水电科学研究院，湖南 长沙 410007； 3. 河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098；4. 长沙理工大学 水利学院，湖南 长沙 410114
  • 收稿日期:2016-10-17 出版日期:2018-08-11 发布日期:2018-09-02
  • 通讯作者: 张箭，男，1989年生，博士后，主要从事隧道工程等方面的科研工作。E-mail：zhangj0507@163.com E-mail:zc8023cl@163.com
  • 作者简介:张聪，男，1988年生，博士研究生，主要从事基础处理等方面的科研工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目（No. 51279019）；中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（No. 2016zzts075）。

Mechanism of Bingham fluid permeation and diffusion based on pulse injection

ZHANG Cong1, LIANG Jing-wei2, ZHANG Jian3, YANG Jun-sheng1, ZHANG Gui-jin4, YE Xin-tian1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410075, China； 2. Hunan Water Resources and Hydropower Research Institute, Changsha, Hunan 410007, China； 3. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China； 4. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hunan 410114, China
  • Received:2016-10-17 Online:2018-08-11 Published:2018-09-02
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51279019) and the Special Fund of Fundamental Research Funds for the Central Universities for Central South University (2016zzts075).

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摘要： 脉动注浆虽已在注浆防渗加固工程中得到推广应用，但浆液在脉动压力下的渗透扩散机制却鲜有报道，导致理论远滞后于工程实践。以宾汉流体流变方程、渗流方程及颗粒沉积理论为基础，推导了脉动压力下宾汉流体的渗透扩散理论计算公式，分析了脉动注浆参数对浆液扩散距离的影响，并通过室内注浆模拟试验对其进行了验证。结果表明，脉动压力下宾汉流体渗透注浆扩散理论计算值与试验实测值间存在一定误差，但能满足工程要求，可用于指导工程施工。随着脉动注浆连续时间的增长或地层初始孔隙率的增大，浆液扩散距离随之增大，而随着脉动注浆间隔时间的增长或地层初始孔隙率的减小，浆液扩散距离随之减小，实际注浆工程中为确保有效的浆液扩散距离，宜根据岩土体孔隙率合理地调节脉动连续时间和脉动间隔时间。研究成果可为脉动注浆理论研究提供借鉴，为实际施工提供理论指导。

关键词: 脉动注浆, 宾汉流体, 渗透扩散, 室内试验

Abstract: Pulsating grouting has been widely used in seepage prevention and reinforcement grouting and engineering, but the mechanism of infiltration grouting is not clear, which impairs theory development and current theory could not guide engineering practice. Based on the Bingham fluid rheological equation, the seepage equation, and the particle deposition theory, the infiltration grouting theory of Bingham fluid under pulsating pressure is deduced. Also, the effect of pulsating grouting parameters on slurry diffusion range is analyzed, and it is verified by the self-made indoor experimental device. The results show that there is an error between the calculated value based on the theory and the value measured in the test, but it can meet engineering requirements and can be used to guide project construction. The slurry diffusion range increases with the increase of grouting time and the initial porosity of the formation, and the slurry diffusion range decreases with the increase of grouting interval time and the decrease of the initial porosity of the formation. Therefore, it is necessary to adjust pulsation grouting parameters according to initial porosity of the formation to ensure the effective slurry diffusion range in grouting engineering. The research results can provide references for the study of theory and guidance for practical construction.

Key words: pulse grouting, Bingham fluid, penetration diffusion, laboratory test

中图分类号: 

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[1] 王培涛, 黄正均, 任奋华, 章亮, 蔡美峰, . 基于3D打印的含复杂节理岩石直剪特性 及破坏机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 46-56.
[2] 张 聪, 梁经纬, 阳军生, 曹 磊, 谢亦朋, 张贵金, . 堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1507-1514.
[3] 沙飞, 李术才, 林春金, 刘人太, 张庆松, 杨磊, 李召峰. 砂土介质注浆渗透扩散试验与加固机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4259-4269.
[4] 王 俊，王 闯，何 川，胡雄玉，江英超，. 砂卵石地层土压盾构掘进掌子面稳定性室内试验与三维离散元仿真研究[J]. , 2018, 39(8): 3038-3046.
[5] 赵明华，唐咸力，肖 尧，杨超炜. 考虑厚跨比的基桩下伏溶洞顶板冲切特性试验研究[J]. , 2018, 39(4): 1159-1167.
[6] 孙凯强，唐朝生，刘昌黎，李昊达，王 鹏，冷 挺. 土体龟裂研究方法[J]. , 2017, 38(S1): 11-26.
[7] 杨海朋，白 冰，聂庆科,. 赤泥渗沥液对黏性土和固化赤泥影响的试验研究[J]. , 2017, 38(S1): 299-304.
[8] 喻豪俊，彭社琴，赵其华，吴 浩，丁梓涵，穆红海, . 斜坡碎石土地基水平抗力系数研究[J]. , 2017, 38(6): 1682-1687.
[9] 陈育民，王 睿，张艳萍, . 饱和悬浮塑料砂流动特性的试验研究[J]. , 2017, 38(1): 67-74.
[10] 储 亚，查甫生，刘松玉，蔡国军，寇 博,. 基于电阻率法的膨胀土膨胀性评价研究[J]. , 2017, 38(1): 157-164.
[11] 温 勇，杨光华，汤连生，徐传堡，黄致兴，黄忠铭，张玉成, . 广州地区花岗岩残积土力学特性试验及参数研究[J]. , 2016, 37(S2): 209-215.
[12] 储 亚 ，刘松玉 ，蔡国军 ，边汉亮 , . 锌污染土物理与电学特性试验研究[J]. , 2015, 36(10): 2862-2868.
[13] 李术才 ，陈云娟 ，朱维申 ，赵成龙 ，李利平 ，尹福强,. 岩石破坏非连续变形分析弹脆性本构模型的二次开发[J]. , 2014, 35(8): 2144-2149.
[14] 马秀媛 ，芮洪兴 ，王 倩,. 多尺度岩石渗透特性的试验研究[J]. , 2014, 35(8): 2191-2196.
[15] 曹依雯 ，黄润秋 ，沈水龙，许烨霜 ，马 磊,. 基桩对含水层渗流阻挡作用效应研究[J]. , 2014, 35(6): 1617-1622.
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