岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (4): 1194-1206.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0349CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0349
刘先珊1, 2,熊振瑀1, 2,杨志兵3,周小平1, 2,谢强1, 2, 杨文远1, 2,宋昱霖1, 2,刘洋1, 2
LIU Xian-shan1, 2, XIONG Zhen-yu1, 2, YANG Zhi-bing3, ZHOU Xiao-ping1, 2, XIE Qiang1, 2, YANG Wen-yuan1, 2, SONG Yu-lin1, 2, LIU Yang1, 2
摘要: 注浆充填法作为采空区岩体裂隙治理的重要手段,现场仍难以准确获得浆液扩散规律,注浆过程难以控制,优化其技术以提高注浆效率并提升其效果是关键。以山西晋城市某下伏采空区的实勘岩体裂隙为研究对象,构建了粗糙度可控的裂隙模型,3D打印了环氧树脂透明粗糙裂隙,自主搭建了粗糙裂隙注浆可视化试验平台,分析不同浆液浓度、裂隙粗糙度、注浆压力与速率的浆液扩散特征、扩散范围及扩散速率,揭示了浆液浓度、裂隙粗糙度与注浆输入条件协同的浆液扩散机制;并应用相界面理论表征浆液扩散形式,基于分形维数描述不同因素影响的浆液扩散形式,探讨了浆液实际填充率与填充能力的关联性,提出了实际充填率作为粗糙裂隙内浆液填充能力的评价指标。研究结果表明:浆液扩散形式受注浆压力、裂隙粗糙度、浆液流变性能等显著影响,阐明其主控因素为注浆速率与注浆压力,但仍受浆液流变性能与裂隙形貌的调控;浆液扩散速度越快,其扩散轮廓越不规则,不利于完全填充复杂的裂隙网络;实际填充率的效果评价表明,高浓度浆液与高注浆压力的组合可有效填充裂隙。进一步建立了岩体裂隙注浆数值模型,验证了试验结果的可靠性。其研究成果可为岩体裂隙注浆中的浆液配置、注浆孔间距、注浆压力等优化提供科学依据,突破了传统注浆法的参数选择难题。
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