考虑参数动态变化和相互关联的浆液扩散范围研究.PDFVIP

　 第３３卷第２期 长　 江　 科　 学　 院　 院　 报 Ｖｏｌ．３３　 Ｎｏ．２　 　 　 　 ２ ０ １６ 年 ２ 月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｅｂ． ２ ０ １ ６　 　 － 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９８８／ ｃｋｙｙｂ ２０１６，３３（０２）：５７ ６１ 考虑参数动态变化和相互关联的浆液扩散范围研究 雷进生，刘　 非，彭　 刚，王乾峰，夏　 磊 （三峡大学 土木与建筑学院，湖北 宜昌　 ４４３００２） 摘　 要：土体注浆加固与防渗施工引起的浆液扩散过程，涉及固体骨架应力应变、浆液的渗流场分布以及浆液浓度 垂直于扩散方向的分布梯度等问题。 基于多孔介质渗流场和应力场的耦合作用，考虑注浆浆液参数的粘时变特 性，以及注浆过程中多孔介质的密度、孔隙率、渗透率等物性参数的动态变化，分析注浆过程中的土体物性参数相 互关联性和动态变化过程，给出了浆液时变和多孔介质参数动态变化的渗流场与应力场耦合的注浆扩散的模拟实 现过程。 采用有限单元法对均质土体进行流固耦合作用下注浆扩散范围的数值模拟，得到了黏度时变和黏度不变 条件下的球形扩散半径和柱面扩散半径范围。 与经典注浆扩散理论对比分析可知，考虑浆液时变特性、土性参数 的动态变化和相互关联的流固耦合作用模拟可以很好地分析土体中浆液扩散范围。 关键词：多孔介质；注浆；扩散范围；流固耦合；动态参数 － － － 中图分类号：ＴＵ４３　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１００１ ５４８５（２０１６）０２ ００５７ ０５ ［１１］ 型。 黎水泉等 考虑双重孔隙介质中渗透参数随 有效应力变化，研究非线性流固耦合渗流。 １　 研究背景 土体注浆加固与防渗施工引起的浆液扩散过 注浆技术已成为解决工程地质问题的重要方 程，涉及固体骨架应力应变、浆液的渗流场分布以及 法，但注浆理论研究成果与注浆实践要求还有一定 ［１２］ 浆液浓度垂直于扩散方向的分布梯度等问题 。 的差距，以合理、完善的理论指导注浆工程能起到事 目前已有学者在考虑注浆压力、浆液特性的同时，基 半功倍的作用。 于多孔介质流固耦合理论，开展浆液扩散过程中的 浆液在地层中和地下水的运动规律非常相似， 介质应力应变情况和浆液扩散过程的研究。 程鹏达 － 但浆液是粘时变流体，浆液在凝胶前黏度随外力和 等［１３ １４］分析了均质土体点源注浆浆液扩散过程中 时间逐渐变大。 水泥基浆液、化学浆液等注浆浆液 ［１５］ 的