考虑黏度时变性的宾汉姆浆液注浆扩散机理研究

摘要

随着我国隧道、采矿等领域各工程建设的不断开展，为处理各种复杂地质条件，工程中已广泛采用注浆技术。根据不同的指标，注浆工程可划分为多种类型，本文主要研究渗透注浆的应用。实际工程中注浆压力和扩散范围是两项重要的参数，范围过大不经济，范围过小则不安全，沿程压力可以衡量对周围土体及建筑物的影响，因此急需合理有效的理论进行指导以达到安全经济最优的目的。
　　现虽有文章在理论公式上有所探讨，但大都存在缺陷，少有学者考虑注浆体的黏度随时间变化这一特性。本文在前人研究的基础上，主要进行了以下研究:
　　进行多水灰比条件下的水泥浆液黏度时变性研究，得到宾汉姆水泥浆液的黏度时变性公式;
　　结合流体力学、渗流力学、土力学，在考虑黏度时变性的基础上，对注浆公式进行改进，得到了均匀多孔介质中黏度时变流体扩散半径和压力的计算公式，讨论了多种因素对浆液扩散的影响;
　　以流体扩散的连续性方程和动量方程为基础，推导了宾汉姆流体在裂隙中的流动扩散方程，总结了其压力的衰减规律，讨论多种因素对浆液扩散的影响;
　　应用有限元分析软件FLAC3D进行了土体数值模拟分析，总结了黏度变化流体的渗透规律，与定黏度时进行了比较。同时还与理论公式的计算结果进行比较。