国家自然科学基金(51309146)
- 作品数：26 被引量：386H指数：14
- 相关作者：刘人太李术才张庆松郑卓张连震更多>>
- 相关机构：山东大学山东科技大学长崎大学更多>>
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- 相关领域：建筑科学矿业工程理学交通运输工程更多>>
- 考虑深层渗滤效应的水泥浆动界面特征研究被引量：9
- 2016年
- 基于渗流连续性方程、Darcy定律及线性滤过定律,建立水泥浆动界面理论模型,分析深层渗滤效应下水泥浆界面的运移机制和封堵机制;应用自主研发的模型试验系统,研究浆液设计扩散距离及沉积层渗透系数的动态变化规律,并与理论值进行对比分析。结果表明,设计扩散距离取决于渗透系数设计上限和注浆参数;受深层渗滤效应的影响,沉积层渗透系数随水泥浆界面运移而动态变化。研究结论可指导注浆设计,对实际工程具有一定的应用价值。
- 冯啸刘人太李术才韩伟伟赵少龙王慧涛
- 关键词：渗流力学
- 深部岩体断层滞后突水多场信息监测预警研究被引量：23
- 2015年
- 断层滞后突水由于其特有的隐蔽性及滞后性特征,突水灾害防治难度较大。针对王楼煤矿断层滞后突水防治工程,开展深部岩体多场信息监测预警研究。深入分析地下水来源及导水通道,在此基础上划分采动过程中断层滞后突水不同阶段,结合隔水关键层理论及物探结果,确定监测预警时间域与空间域,划分温度场、渗压场监测阈值,建立监测预警判识准则;串联传感器组合成监测单元,采用返浆工艺对钻孔分段封堵,实现传感器精确高效安装,通过煤矿安全光纤监测系统实现井上在线监测预警。监测预警结果表明,断层隔水煤柱有效控制断层内裂隙扩展,减弱了断层破碎带导水特性,依据深部岩体监测预警判识准则,工作面开采过程中预警等级为I级,可实现安全开采。研究成果对类似工程具有一定的借鉴意义。
- 白继文李术才刘人太张庆松张红军沙飞
- 关键词：岩石力学监测预警
- 深部软岩巷道围岩变形机制及支护技术研究被引量：31
- 2015年
- 巨野矿区彭庄煤矿西翼轨道大巷埋藏700余米且多穿越软弱破碎的泥岩层,为典型的深部软岩巷道。为更好地掌握围岩变形规律与破坏机制,在现场监测、钻孔窥视仪及地质雷达探测的基础上,开展了岩石物理力学试验和地应力测试,进行了25种数值计算对比试验。结果表明,采用"锚杆"和"锚注"联合支护方案能有效减小围岩变形量,提高承载结构的整体性与承载能力,其支护效果对比传统方法具有显著优势,是深部巷道软岩支护的一种新方法。
- 张红军李海燕李术才白继文郝亭宇李红伟
- 关键词：软岩巷道高地应力变形破坏机制锚注支护
- 基于“浆–土”界面应力耦合效应的劈裂注浆理论研究被引量：32
- 2016年
- 浆液与土体的界面应力耦合效应对土体劈裂注浆过程具有重要影响,劈裂通道宽度由注浆孔向浆液扩散锋面处衰减。基于此,将劈裂注浆扩散过程简化为平面辐射圆,推导了劈裂通道内牛顿流体浆液的扩散运动方程,引入了半无限空间体均匀受力模型并获得劈裂通道宽度控制方程,最终得到劈裂通道宽度及浆液压力的空间分布方程。分析了劈裂通道宽度与注浆压力的空间衰减规律及浆液黏度、土体弹性模量对注浆扩散过程的影响。研究结果表明:注浆压力与劈裂通道宽度的空间衰减趋势具有一致性且均呈现出明显的非线性特征,在注浆孔附近及靠近浆液扩散锋面区域衰减较快;浆液扩散半径与浆液黏度、土体弹性模量负相关。最后通过工程实例对浆脉厚度理论计算值进行了验证,浆脉厚度计算值比现场揭露浆脉厚度实测值大30%左右,计算误差处于可接受范围内,验证了理论的合理性。
- 张庆松张连震刘人太俞文生郑卓王洪波朱光轩
- 关键词：劈裂注浆应力耦合
- 裂隙岩体注浆中的浆液–岩体耦合效应分析被引量：14
- 2015年
- 基于岩体卸荷–加载理论与平板裂隙浆液运移方程,建立考虑浆液对岩体单向耦合作用的裂隙岩体注浆理论模型,对注浆过程中浆液与围岩的相互作用展开研究。研究表明,裂隙岩体注浆伴随着浆液压力对岩体卸荷与重新加载过程,岩体完全卸荷后,隙宽将随浆液压力增加,对于近似水平展布的裂隙,隙宽增量随扩散距离近似呈线性衰减,裂隙越小衰减速率越快。岩体受浆液卸荷影响范围大于浆液扩散范围,裂隙越小受浆液–岩体耦合作用越显著。裂隙组中相邻的裂隙在注浆过程中相互影响,较大裂隙进一步张开,较小裂隙趋于闭合,导致浆液在微小裂隙中的扩散范围减小或无法注入,并在较大裂隙中大量无效扩散,单纯提高注浆压力不会改善对较小裂隙的注浆封堵效果。研究结论对裂隙岩体注浆工程提供了一定指导与借鉴。
- 郑卓李术才刘人太朱光轩张连震潘东
- 关键词：岩石力学注浆工程
- 基于Hoek-Brown准则的岩体注浆加固机制研究被引量：5
- 2017年
- 采用离散裂隙网络(DFN)建立裂隙岩体模型,通过计算推导获得裂隙频率与Hoek-Brown经验参数的对应关系。借助离散元颗粒流程序PFC,计算分析了注浆加固前后岩体强度的各向异性程度以及沿不同方向和不同注浆黏聚力条件下的应力–应变曲线。在对Hoek-Brown经验参数物理意义分析的基础上,拟合注浆加固后的岩体强度曲线,并分析了注浆黏聚作用的影响规律。研究表明,注浆加固后抗压强度大幅提高,各向异性程度明显降低,其力学特性由延性逐渐转变为脆性。围压较低时,按照Hoek-Brown准则与文中模型计算的抗压强度存在一定差别,随着围压的增加,其误差逐渐减小。依据JCond与Hoek-Brown参数间的定量关系,获得了注浆加固对岩体强度的作用规律,其中参数s受注浆加固影响更加明显。由于m_b主要反映了岩体本身的强度性质,s反映岩体的破碎程度,注浆作用的体现与参数的物理意义相互吻合,证明了文中计算模型的合理性。
- 郑卓刘人太李术才王晓晨张连震王洪波
- 关键词：裂隙岩体注浆加固数值模拟
- 砂土介质中颗粒浆液的渗滤系数及加固机制研究被引量：8
- 2017年
- 基于质量平衡方程、线性滤过定律、颗粒浆液密度方程及边界条件等,建立砂土介质中颗粒浆液的渗滤系数λ定量关系式及加固强度理论模型;依据注浆试验中水泥浆密度及扩散距离等参数,得出l理论计算值,分析其变化规律并与类似试验测量值进行对比;通过单轴抗压强度试验,研究浆液不同扩散距离处的固结体强度,且将试验值与理论值进行差异分析。结果表明,特定条件下l随注浆时间推移而增长,并非是传统研究中的恒定常数;扩散距离相同时,固结体强度与l呈负相关;固结体强度随浆液扩散距离延长而衰减,本试验中衰减率可达9.2kPa/cm;固结体强度理论值与试验值偏差±22%,两者吻合度较高。研究成果可指导工程设计,具有一定的实际应用价值。
- 李术才冯啸刘人太李克先李卫张世杰随海通王晓晨
- 关键词：土力学
- 富水破碎岩体注浆加固模拟试验及应用研究被引量：17
- 2016年
- 设计了一套适用于富水破碎岩体的注浆加固模拟试验装置。选用PO42.5水泥、SAC42.5水泥和自主研发材料对富水破碎灰岩体进行了注浆加固试验。在分析加固结石体的单轴压缩试验结果的基础上,研究了注浆压力、注浆材料和破碎岩体间泥质充填物对注浆加固效果的影响和作用规律。采用极差分析法确定了影响注浆加固效果的主控因素及各因素间相互作用关系。验证了自主研发材料用于富水破碎岩体注浆加固治理的效果显著优于传统水泥材料。将上述试验结论成功用于指导工程实践,取得了良好的注浆治理效果。
- 李召峰李术才张庆松蒋宇静刘人太杨磊白继文沙飞陈泊涵吴学震
- 关键词：注浆加固抗压强度
- 土体劈裂注浆加固主控因素模拟试验被引量：12
- 2018年
- 为了分析注浆挤密及浆脉骨架对注浆加固效果的影响,确定注浆加固主控因素,提出注浆挤密系数及浆脉骨架系数和其计算方法,设计土体劈裂注浆加固三维模拟试验系统,开展土体注浆加固模拟试验.采用凝固时间显著不同的水泥浆液及水泥-水玻璃浆液分别对土体进行注浆加固,形成不同空间分布状态的浆脉骨架;通过测定注浆压力、土压力、土体密度及浆脉空间分布特征确定注浆挤密系数及浆脉骨架系数;监测隧道收敛变形以评价注浆加固效果,定性分析注浆挤密及浆脉骨架作用对注浆加固效果的影响.研究结果表明,水泥-水玻璃浆液注浆挤密程度大于水泥浆液,水泥-水玻璃浆液骨架作用小于水泥浆液;注浆挤密作用对于注浆加固效果的影响程度大于浆脉骨架作用,注浆挤密作用是影响土体劈裂注浆加固效果的主控因素.
- 朱明听张庆松李术才李卫随海通杨红鲁
- 关键词：土体加固水泥浆液主控因素
- 速凝浆液裂隙动水注浆扩散规律模拟试验被引量：12
- 2017年
- 针对地下工程动水注浆中常用的两种速凝浆液,水泥-水玻璃浆液(C-S浆液)与高聚物改性水泥浆液(GT-1浆液),开展动水条件下的裂隙注浆模拟试验,研究速凝浆液的注浆扩散规律,包括浆液扩散形态、注浆压力场分布、浆液留存率及动水流量变化规律,对比分析了C-S浆液与GT-1浆液对动水注浆的适用性。研究结果表明:动水环境对速凝浆液裂隙注浆扩散过程影响显著,顺水扩散与逆水扩散存在明显差异,注浆扩散前期浆液扩散形态为"非对称椭圆",逆水方向的半椭圆长轴长度小于顺水方向的半椭圆长轴长度,注浆扩散后期浆液从出流边界流出,浆液扩散形态为"U"形;动水流速较低时,C-S浆液与GT-1浆液均可以保持较高的浆液留存率,但是随着动水流速增加,浆液留存率显著降低;注浆压力由注浆孔向周围非线性衰减,且注浆影响压力场的范围有限;GT-1浆液相比C-S浆液具有明显的优越性,主要体现在浆液扩散范围、动水抗分散能力、堵水效率、可注性等方面。
- 刘人太张连震张庆松孙子正郑卓王洪波张世杰
- 关键词：动水注浆
