煤炭学报

作者：余永强, 张纪云, 范利丹, 王树仁, 徐峰, 杨杰, 任连伟,

关键词：注浆装置, 浆液扩散, 高温富水, 裂隙岩体, 模型验证,

为研究隧道工程高温裂隙岩体注浆浆液的扩散规律，以大瑞铁路高黎贡山隧道破碎围岩为研究对象，研制了一套高温富水环境下破碎岩体注浆的试验装置。 以粒径2 ~ 5 mm 的堆积岩块模 拟破碎地层，通过对试验装置施加反向作用力实现模拟地层压缩变形，使各组试验的地层孔隙率误差 控制在0.5%以内。 运用均匀设计法构建开展了多组裂隙注浆试验，分析了地层温度、单位时间流量、 水灰比等因素对浆液扩散规律的敏感性，系统讨论了地层温度作用下，随单位时间注浆流量变化浆液结石体形状的变化规律。 研究结果表明:研制的试验装置可满足高温富水环境下裂隙岩体的注浆试 验，模拟破碎地层压缩变形量和孔隙率的试验值与理论值的误差均小于 0.1%，能够实现高温水的循 环与恒温作用时间控制，验证了模型的合理性。 发现地层温度、水灰比和注浆流量对扩散范围的影响 并非线性关系，而是多元幂函数关系，构建了对应的浆液扩散范围求解式，并对影响浆液扩散范围的 参数进行单因素和多因素分析。 本试验条件影响浆液扩散范围的主要因素是单位时间流量，地层温 度最小，水灰比居中，且水灰比和地层温度对浆液扩散范围的影响差距不大。 浆液的扩散形式以充填 压密为主，随单位时间流量从小到大变化，结石体形状从饼状逐渐过渡到锥形体，再到类似圆球车阻石的形状，随流量的增大球体直径的增幅大于饼状结构直径，最后，近似呈完整球形结构。

来源：2022年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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