多孔介质中Bingham型浆液柱状渗透规律研究

作     者：陈鑫 袁昌 CHEN Xin;YUAN Chang

作者机构：东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2021年第38卷第4期

页      面：800-809,856页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41977236,41672278) 江西省自然科学基金项目(20192ACBL20002) 

主　　题：多孔介质 分形理论 Bingham流体 黏度时变性 注浆压力 

摘      要：为考虑多孔介质微观结构对浆液扩散规律的影响,在假定Bingham型浆液黏度随时间呈指数函数变化且浆液呈柱状渗透扩散的前提下,基于分形理论及毛细管模型,建立了考虑黏度时变性的Bingham型浆液在多孔介质中柱状渗透扩散的分形解析表达式。分析了注浆压力差、迂曲度、黏度时变系数、注浆时间对浆液扩散距离的影响。结果表明:注浆压力差、注浆时间相同时,迂曲度对浆液扩散距离影响显著,迂曲度较大的多孔介质中浆液扩散距离较小;注浆压力差、注浆时间相同时,黏度时变系数越大浆液扩散距离越小;不同迂曲度的多孔介质中,要在特定的注浆时间达到设计的扩散距离,注浆压力差随黏度时变系数增大呈非线性增大的趋势。在渗透注浆设计时应充分考虑多孔介质中孔隙大小的分形分布和实际流动路径的弯曲特性。