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作者
张嘉凡黄思聪刘洋覃祥瑞王赋宇张慧梅
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单位
西安科技大学力学系中煤科工西安研究院（集团）有限公司西安科技大学建筑与土木工程学院
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摘要
为探究动水环境下黏度时变性浆液扩散规律，以NF水泥基浆液为研究对象，开展浆液黏度时变性试验，确定了黏度时变函数；基于水平集方法，通过在数值模型中自定义黏度时变性函数，实现了考虑浆液黏度时变性的动水注浆数值模拟，得到了考虑和未考虑黏度时变性的浆液扩散形态和扩散距离。结果表明：水灰比为0.6～1.0的NF水泥基浆液属于宾汉流体，其黏度随着时间的推移呈指数增长；浆液扩散过程中，流场中浆液黏度变化表现出稳定区和下降区2个阶段；其扩散形态由初始阶段圆形变化为椭圆形至最后稳定为U型；浆液扩散距离与时间呈正相关，并随水灰比的减小而减小；未考虑浆液黏度时变性所得扩散距离始终大于考虑浆液时变性所得扩散距离，且随着注浆时间的增加，浆液黏度时变特性对扩散距离的影响越显著。
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关键词
NF水泥基浆液黏度时变性动水注浆数值模拟水平集方法
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金资助项目（12172280,12072259）；陕西省自然科学基金重点资助项目（2020JZ-53）；
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文章目录
1 NF水泥基浆液流变特性试验
1.1 试验材料与仪器
1.2 试验方法与试验数据
1.3 黏度时变性方程
2 注浆扩散数值模拟
2.1 数值模型
2.2 控制方程
3 模拟结果
3.1 浆液黏度分布规律
3.2 浆液扩散距离分布规律
4 结语
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引用格式
张嘉凡,黄思聪,刘洋,覃祥瑞,王赋宇,张慧梅.基于黏度时变性的裂隙动水注浆扩散规律分析[J].煤矿安全,2023,54(04):119-125.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.04.017.
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