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弱胶结砂砾层水平注浆细观模拟研究

矿业安全与环保 2023年第2期50卷 46-51页

作者：刘书杰谢作栋张基伟安许良煤炭科学研究总院北京100013 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

为从细观角度分析弱胶结砂砾层水平渗透注浆过程,利用颗粒流软件建立水平注浆数值计算模型,基于正交试验和单因素试验,研究浆液黏度、注浆压力、注浆时间3个因素对浆液扩散半径和试样孔隙率的影响规律。使用回归分析方法拟合公式,得到... 详细信息

为从细观角度分析弱胶结砂砾层水平渗透注浆过程,利用颗粒流软件建立水平注浆数值计算模型,基于正交试验和单因素试验,研究浆液黏度、注浆压力、注浆时间3个因素对浆液扩散半径和试样孔隙率的影响规律。使用回归分析方法拟合公式,得到扩散半径与3个因素之间的关系。模拟结果表明:浆液扩散半径与注浆时间、注浆压力呈正相关关系,与浆液黏度呈负相关关系,对扩散半径影响最为显著的因素是浆液黏度,其次是注浆压力和注浆时间;浆液扩散速度随时间递减,在注浆压力1.0 MPa工况下,注浆时间0.15 h浆液扩散速度为3.44 m/h,至3 h减小到0.32 m/h;试样孔隙率随注浆时间、注浆压力的增大而增大,随浆液黏度的增大而减小;花管同时注浆与单孔顺序注浆相比,在相同时间下浆液扩散范围更大,浆液扩散为一个整体。通过对比工程实例,发现利用颗粒流数值模拟结果能够较准确反映出砂砾层渗透注浆的一般扩散规律。

关键词：砂砾层注浆颗粒流细观模拟回归分析扩散半径

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南京地区新近纪砂砾层的沉积环境演变

第四纪研究 2009年第2期29卷 361-369页

作者：韩志勇李徐生陈英勇杨达源南京大学地理与海洋科学学院南京210093

南京地区分布着一套新近纪的松散砂砾沉积,曾被统称为雨花台砾石层。依据岩性、层序、沉积构造等特征,我们解译了4个地点砂砾层的沉积环境。研究发现,洞玄观组的沉积环境类似于曲流河沉积,六合组类似于砂质辫状河沉积,雨花台组则属于砾... 详细信息

南京地区分布着一套新近纪的松散砂砾沉积,曾被统称为雨花台砾石层。依据岩性、层序、沉积构造等特征,我们解译了4个地点砂砾层的沉积环境。研究发现,洞玄观组的沉积环境类似于曲流河沉积,六合组类似于砂质辫状河沉积,雨花台组则属于砾质辫状河沉积。沉积环境的不同印证了前人的观点,即这些砂砾层是不同时期形成。古流向显示,从中新世到更新世早期本区的流域格局与目前的大体一致。而河流沉积环境的演化,却指示河道的坡降具有不断增大的趋势。我们认为这可能是全球海平面不断下降导致侵蚀基准面降低所引起的,而差异性的构造运动似乎不是主要的驱动因素。

关键词：砂砾层六合组雨花台组洞玄观组新近纪

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打桩对砂砾层地基影响的探讨

工业建筑 1991年第11期21卷 32-36页

作者：胡武汉北京有色冶金设计研究总院

本文通过对柱基群桩周围和桩尖下土层的勘探,及对最短的桩做单桩垂直静载荷试验进行的理论分析,说明打桩之后,由于砂、圆砾层土壤被加密,提高了桩周摩阻力和桩尖阻力,桩基承载力及其沉降量仍能满足设计要求。

关键词：桩基砂砾层地基承载力沉降

北京市永定河冲洪积扇砂砾层非饱和水力学参数估算

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水文地质工程地质 2008年第5期35卷 64-67页

作者：谌宏伟陈鸿汉何江涛沈照理彭向训韩冰长沙理工大学长沙410076 中国地质大学北京100083 中国地质环境监测院北京100081

文章通过测定北京市永定河冲洪积扇砂砾层水分特征曲线,采用VG模型估算砂砾层的非饱和导水系数、比水容量和扩散率等水力学参数,建立了基质势(吸力)和各参数之间的关系。实测含水量和计算含水量的比较验证结果表明,所建立的计算公式可... 详细信息

文章通过测定北京市永定河冲洪积扇砂砾层水分特征曲线,采用VG模型估算砂砾层的非饱和导水系数、比水容量和扩散率等水力学参数,建立了基质势(吸力)和各参数之间的关系。实测含水量和计算含水量的比较验证结果表明,所建立的计算公式可以用来估算永定河冲洪积扇砂砾层的非饱和水力学参数。这些参数是北京市地下水运动和污染物质运移模拟的基础数据。

关键词：砂砾层非饱和水力学参数水分特征曲线永定河

朱仙庄煤矿“四含”砂砾层劈裂注浆浆液扩散规律研究

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朱仙庄煤矿“四含”砂砾层劈裂注浆浆液扩散规律研究

作者：谢聪中国矿业大学

学位级别：硕士

在煤矿、隧道等地下工程建设过程中,松散含水层是产生工程强度破坏或大量突水涌砂的症结所在,注浆技术成为治理突涌水灾害的有效手段。因此,为了保证地下工程的施工安全,对建设生产过程中所遇到的地下水必须加以控制与疏导。本文以安徽... 详细信息

在煤矿、隧道等地下工程建设过程中,松散含水层是产生工程强度破坏或大量突水涌砂的症结所在,注浆技术成为治理突涌水灾害的有效手段。因此,为了保证地下工程的施工安全,对建设生产过程中所遇到的地下水必须加以控制与疏导。本文以安徽朱仙庄煤矿为地质原型,综合运用室内模型试验和理论分析方法,建立了松散含水层注浆模型试验系统,进行砂砾层中劈裂注浆浆液扩散规律研究,分析了地层渗透系数、浆液水灰比以及注浆压力对浆液扩散半径的影响规律,主要工作和获得的成果如下:(1)研究了朱仙庄煤矿注浆区的工程地质和水文地质结构。在详细分析和论述朱仙庄煤矿的工程地质条件及水文地质条件的基础上,分析了突水溃砂灾害的主要水源。由于侏罗系第五含水层(简称“五含”)与新生界松散层第四含水层(简称“四含”)、太原组石灰岩(简称“太灰”)含水层及奥陶系石灰岩(简称“奥灰”)含水层均存在水力联系,不利于疏干,因此,采用注浆帷幕截流方法进行水害治理,把“五含”、“四含”、作为帷幕截流的主要对象。本文结合朱仙庄帷幕截流注浆工程,选取“四含”砂砾层作为研究对象,进行室内注浆模拟试验研究。(2)设计了室内注浆试验模型系统,研究浆液在砂砾层中的扩散规律和影响因素。在对实验室设备进行改造的基础上,采用均匀试验设计方案开展了5组砂砾层中劈裂注浆试验,研究了不同影响因素与浆液扩散半径的关系,并建立了数学公式,分析了各影响因素的主次关系。(3)分析试验结果得到了砂砾层中劈裂注浆的浆液扩散路径和加固模式。根据注浆结石体性状分析浆液扩散形式,其浆液劈裂路径可以划分为四个阶段:(a)劈裂能量积聚;(b)劈裂通道饱和;(c)新劈裂通道形成和(d)外围渗透。试验发现,浆液的扩散模式主要是以劈裂—压密模式为主,该模式对砂砾层加固作用主要体现在三个方面:(1)浆脉骨架作用,(2)渗透充填胶结作用,(3)外围压密固结作用。(4)发现了砂砾层中浆液扩散的优势区域和不均匀性的特点。将注浆过程中的土压、水压变化规律和注浆结石体的扩散性状结合起来进行分析,发现注浆管中上部及优势通道区域为浆液扩散的优势区域,土压力和孔隙水压力在注浆过程中响应明显,劈裂脉的发育方向具有随机性,分布存在空间不均匀性。(5)对注浆结石体的微观分析表明,注浆后土体孔隙度有一定幅度降低,水泥和砂颗粒的之间存在胶结体。采用压汞法和扫描电镜技术对注浆结石体微观孔隙特性进行了研究。得到了结石体试样的累积进汞与压力曲线均呈现出S型变化,中孔和小孔是试样孔体积的主要贡献者,注浆后的土体的孔隙率大幅度减小。水泥和砂颗粒的胶结断面并不是一个单纯的胶结面,而是具有一定厚度的结构体,并且其内部是存在明显的渗透过渡区。

关键词：砂砾层劈裂注浆注浆结石体浆液扩散半径模型试验

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浅埋砂砾层水平注浆浆液扩散规律研究

浅埋砂砾层水平注浆浆液扩散规律研究

作者：谢作栋煤炭科学研究总院

学位级别：硕士

随着城市地下空间开发利用的加强,浅埋砂砾层的治理日益凸显。注浆法作为砂砾层加固治理的主要手段,主要分为垂直孔注浆和水平孔注浆。现有注浆研究多集中于垂直孔,而水平孔注浆研究较少。本文采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合... 详细信息

随着城市地下空间开发利用的加强,浅埋砂砾层的治理日益凸显。注浆法作为砂砾层加固治理的主要手段,主要分为垂直孔注浆和水平孔注浆。现有注浆研究多集中于垂直孔,而水平孔注浆研究较少。本文采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的研究方法,对浅埋砂砾层水平注浆浆液扩散影响问题进行研究。主要研究内容包括:(1)自主研制了水平注浆模拟试验装置,依据正交实验方法开展砂砾层水平注浆试验,并运用多元非线性回归方法对试验数据进行分析,推导了扩散半径计算公式,阐明了砂砾层水平注浆浆液扩散规律。(2)采用离散元数值模拟方法建立双轴试验模型和水平注浆模型,标定了试验砂砾层的细观参数,并从细观角度分析了砂砾层注浆过程,得到了注浆压力、注浆时间和浆液水灰比三个因素对浆液扩散和地层细观参数变化的影响规律。(3)建立盾构隧道沉降数值模型,研究了注浆加固区参数对地面沉降的影响,根据研究结论给出了工程施工建议。

关键词：砂砾层水平注浆离散元扩散半径回归分析

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砂砾层坝基防渗方法介绍