岩体单一裂隙动水注浆数值模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

岩体单一裂隙动水注浆数值模拟研究

作者

赵军陈志鹏高敏
单位

安徽理工大学土木建筑学院
摘要

针对当前深部高应力地区裂隙面变形过程中咬合作用强烈，常导致局部凸起闭合形成“岛状”低水力开度区的现象，运用有限元软件建立单裂隙中部分填充固体表征非均匀水力开度模型模拟动水环境下浆液扩散过程，得出裂隙面的水力性质具有显著控制作用；计算结果表明：浆液横向最大扩散半径与低水力开度区域等效半径成负相关关系，而逆水流方向扩散半径与低水力开度区域等效半径成正相关关系。注浆是深埋碎裂岩体加固与防渗的重要技术手段，注浆变量因素对浆液最大横向扩散半径的影响程度为物理力学开度>水流速度>注浆速率>低水力开度区域有效半径；注浆变量因素对浆液逆水扩散半径的影响程度为注浆速率>物理力学开度>水流流速>低水力开度区域有效半径。相较于平行板注浆，非均匀水力开度裂隙模型更加符合实际工程状况，可为实际裂隙注浆提供参考价值。
关键词

裂隙注浆非均匀水力开度动水环境数值模拟
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目(41572296)；中国中铁股份有限公司科技研究开发计划CZ02-专项-02；中铁四局集团有限公司科技研究开发计划CZ-重大专项-01；
文章目录

1 COMSOL浆液扩散模型创建
1.1 控制方程
1)运动控制方程
2)水平集方程(界面控制方程)
3)流体属性控制方程
1.2 计算模型建立
1.3 计算工况与边界条件
2 浆液扩散影响因素分析
2.1 浆液扩散形态
2.2 注浆速率影响分析
2.3 低水力开度区域有效半径影响分析
2.4 裂隙物理力学开度影响分析
2.5 水流速度影响分析
3 结论与展望
引用格式

赵军,陈志鹏,高敏.岩体单一裂隙动水注浆数值模拟研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2022,42(06):37-42.