煤炭学报

作者：张洪伟, 姜汉, 刘世奇, 赵毅鑫, 孙晓冬, 平琦, 刘斌, 张通,

关键词：离散单元法, 裂隙岩体, 注浆加固, 浆液扩散, 耦合模型,

注浆加固是工程岩体稳定性主动控制的有效方法，其作用机制主要是将浆液注入或渗入破碎岩体结构面中，形成注浆结实体，强化岩体稳定性和抵抗外力破坏的能力。为实现破碎围岩注浆扩散和固结全过程计算，提出了基于离散单元法的岩体注浆扩散−固结作用机制，考虑了注浆过程中离散单元体中的完整接触、水力破坏接触和力学破坏接触3种情况，建立了Bingham流体扩散−黏结−固结(D-Rb-C)耦合模型，给出了基于D-Rb-C耦合模型的解算原理，开展了模型校核和算例分析，实现了浆液扩散−黏结−固结全过程解算，结果表明：① 单裂隙岩体全长注浆后，岩体剪切峰值强度较未注浆裂隙有一定提升，主要依赖于浆液凝固后所产生的剪切摩擦阻力；② 在单裂隙岩体点注浆模拟实验中，随着注浆压力增加浆液不断扩散，岩体峰前剪切屈服阶段和峰后阶段不断强化。③ 对于工程尺度破碎岩体，随着注浆压力增加，扩散半径呈两阶段增大趋势；浆液向深处高应力区闭合裂隙扩展需克服更大压应力，才能继续流动；注浆压力升高以后，相邻钻孔扩散范围叠加，形成封闭巷道的注浆结石体；当浆液凝固黏结强度较低时，结构面仍是控制围岩破坏失稳的主控因素。

来源：2023年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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