《化學注漿擴散機理的透明土試驗研究》是依託中國礦業大學，由隋旺華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：化學注漿擴散機理的透明土試驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：隋旺華
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
注漿工程的隱蔽性以及常規模擬實驗不能實時觀測漿液擴散的缺陷，給注漿理論的進一步發展造成了很大的障礙。因此，注漿過程的可視化研究顯得尤為迫切和必要。.本項目將開發建立一套透明土注漿光學觀測系統和注漿實驗設備，基於透明土實驗技術和立體顆粒圖像追蹤技術（SPTV）來實現注漿過程中化學漿液擴散的可視化研究。透明土是利用具有相應折射係數的矽粉和孔隙流體製成的一種透明模型材料；立體顆粒圖像追蹤技術是一種先進的圖像處理技術，用來處理空間中同步相機獲取的圖像，以跟蹤顆粒的空間位置變化，獲得土體內部三維變形和裂縫的發展。.本項目將在國內外首次利用透明土結合光學測試技術實現注漿過程中水力劈裂裂隙的產生、發展和漿液擴散、凝固的可視化，並利用工程實測結果和數值模擬與模型實驗相互印證，闡明土體注漿過程中化學漿液擴散機理，指導工程實際。
結題摘要
“化學注漿擴散機理的透明土試驗研究”項目針對注漿工程的隱蔽性以及常規模擬實驗不能實時觀測漿液擴散的缺陷，實現了注漿過程的可視化研究。 本研究採用的透明土技術是利用具有相應折射係數的石英和孔隙流體製成的一種透明模型材料，經過反覆試驗測試，本項目選取熔融石英做為透明砂、溴化鈣溶液做為孔隙流體。研究表明該透明材料可以較好地模擬天然砂的岩土工程特性，特別是其滲透特性。 本項目開發建立了一套透明土注漿光學觀測系統和注漿實驗設備，基於透明土實驗技術和立體顆粒圖像追蹤技術（SPTV）實現了顆粒狀材料注漿過程中化學漿液擴散的可視化研究。並建立了透明裂隙模擬裝置，對單裂隙動水化學漿液注漿擴散過程進行了可視化研究。 孔隙介質透明土化學注漿實驗結果表明，注入靜水孔隙介質中的漿液邊界隨時間呈明顯的是球面擴散，擴散半徑擴展符合馬格（Maag）公式。 通過標準砂與透明砂土的顆粒流數值模擬和室內土工試驗結果分析可知，這兩種砂土的微觀組構特徵和巨觀力學回響基本一致，認為採用顆粒流原理模擬透明砂土實驗是可行的，透明砂土可以代替標準砂進行室內試驗模擬研究。 透明單裂隙注漿裝置，研究了單裂隙動水化學注漿的擴散規律和影響因素。注漿堵水效果受水流流速影響最大，受漿液凝膠時間的影響次之，受注漿量和裂隙開度的影響相對較小。水流流速大或漿液凝膠時間短時適合用大泵量注漿而漿液凝膠時間長時適合用小泵量注漿；凝膠時間短時用小泵量注漿，會導致漿液的擴散面積不足而使堵水效果無法滿足設計要求。 本項目在國內外首次利用透明土結合光學測試技術實現注漿過程中水力劈裂裂隙的產生、發展和漿液擴散、凝固的可視化，進一步闡明了土體注漿過程中化學漿液擴散機理，以及動水條件下單裂隙化學注漿堵水效果的影響因素，對實際工程有指導意義。
