高密度电法岩溶路基注浆质量检测模型试验研究

为研究不同地下水条件下高密度电法进行注浆质量检测的可行性和评价方法,建立了一种可变地下水位的岩溶路基室内模型,采用微型电极进行不同地下水条件的注浆检测试验。试验结果表明,模型中无地下水时,注浆合格的模型注浆后视电阻率较注浆前降低;模型中有地下水时,注浆后视电阻率较注浆前升高;模型注浆前后地下水条件不同时,不适合使用高密度电法进行注浆质量检测。南广铁路和湘桂铁路现场测试结果也基本验证了模型试验结论。     

大型复杂采空区注浆效果检测方法研究

大型复杂采空区由于具有分布范围广、多层、厚度及埋深不等和周围岩性复杂等特点,导致其注浆质量检测难度较大,目前尚无可靠的系统检测方法。结合某采空区注浆工程实践,对浆液结石体的电阻率进行了现场试验,得到了浆液结石体的视电阻率范围为93～130m,与采空区及围岩均有较大差异。运用电测深法和电磁波CT对采空区注浆前后进行检测,发现注浆后浅部0～30m范围内,视电阻率普遍得到降低且变得相对均匀稳定; 深部低阻异常在注浆后电阻率也得以减弱,且均匀范围明显扩大; 电磁波吸收系数在40～70m范围内得到提高约25%。钻探取心发现,多数孔内可见注浆结石体; 检测孔的后期注浆中, 10个孔的注浆量均不大于周围相邻4个孔的注浆量平均值的15%。对以上检测结果分析可知:采空区在物性特征上表现为较低的电磁波吸收系数,注浆以后升高; 地下水位之上的采空区表现为较高的电阻率,注浆之后降低,地下水位以下的采空区则反之。注浆前后采空区物探差异明显,本段落采空层的浆液充填效果较好,几种检测方法的结果具有良好的对应关系。同时表明,采用全域检测的电测深和局部详查的电磁波CT相结合的物探方法,与钻探取心结果及检测孔后期注浆数据进行分析对比,可以对大型复杂采空区注浆效果进行有效检测和评价,可为类似采空区提供借鉴。     

电磁波CT岩溶路基注浆质量检测试验研究

首次应用电磁波CT对岩溶路基注浆加固进行质量检测,现场根据不同岩溶发育类型选取9段典型试验区段,60个试验断面。对每个试验断面分别进行注浆前、注浆后检测现场试验。试验结果表明,电磁波CT能够探测出岩溶路基地下溶洞、基岩破碎带以及岩土分界面的分布形态,能够判释注浆后水泥浆液在地下岩土体中的流动及扩散,可以用于铁路岩溶路基注浆质量检测。检测方法为注浆前后对比测试分析,注浆后检测时间为注浆完7天以后。     

岩溶路基注浆质量综合物探检测方法与评价研究

为研究岩溶路基注浆质量综合物探检测方法及相关检测评价标准,在南广铁路全线的岩溶路基中选取具有代表性的试验区段,对电阻率法、瞬态面波法和电磁波CT法等物探检测方法的特性和检测评判标准展开了现场试验研究。根据上述物探检测方法的适用性和经济性,提出了一种在不同工程条件下多种物探检测方法优化组合的综合物探检测方法。并通过统计分析注浆合格的岩溶路基注浆前后电阻率、面波波速及电磁波吸收系数变化规律,初步得出了上述3种检测方法的注浆质量检测评价标准:电阻率法检测合格标准为溶洞注浆前后电阻率变化率大于20%,卵石土层电阻率变化率大于10%; 瞬态面波法检测合格标准为注浆后土体波速大于20.6h+130.3,溶洞波速大于17.1h+236.9; 电磁波CT法检测合格标准为溶洞注浆前后电磁波吸收系数差值大于0.4dB m-1,卵石土层电磁波吸收系数差值大于0.1dB m-1。     

烧变岩体特性及其注浆扩散行为研究

烧变岩是煤层自燃引起周围围岩变质而形成的特殊类岩石。通过现场取样,在实验室对烧变岩试样进行了物理力学性质测试,试验结果表明：烧变岩的含水率略有降低,而力学强度普遍增强,泊松比略变小,烧变岩体裂隙发育。注浆压力作用下,分析了裂隙尖端的劈裂情况,在此基础上,利用宾汉浆液扩散模型编制了浆液在裂隙网络中的流动扩散程序,可以模拟浆液在非贯通裂隙网络内的流动扩散范围。最后对柠条塔井田烧变岩体进行注浆试验,利用浆液流动模拟程序进行了注浆压力的优化选择,并将实际浆液扩散范围与程序模拟浆液扩散范围进行对比,二者结果较吻合,该程序可以用来指导现场注浆工程参数设计和施工,同时烧变岩体注浆试验也为类似工程注浆施工提供一定的参考依据。     

采空区松散堆积物注浆模型试验研究

以采空区松散堆积物为研究对象,分别设计模型箱注浆模型和压力注浆模型对浆液的扩散规律进行试验研究,探讨注浆压力、浆液水固比、孔隙率和注浆量对浆液扩散距离的影响规律。试验结果表明:注浆压力、浆液水固比、孔隙率和注浆量四个因素与浆液扩散距离之间存在定量关系,可用公式进行拟合,影响浆液扩散距离最为显著的是堆积物孔隙率,其次是注浆量和浆液水固比,注浆压力对浆液扩散距离的影响相对较小;浆液在松散堆积物中流动的压力损失是由浆液流速的不均匀性、浆液与松散堆积物的碰撞、浆液扩散时与堆积物的摩擦等原因造成的;对浆液在松散堆积物中扩散速率影响最为显著的是注浆压力,其次是堆积物孔隙率,浆液水固比影响最小。     

考虑浆液黏度时空变化的速凝浆液渗透注浆扩散机制研究

速凝类浆液的黏度时变性及双液注浆方式导致浆液黏度空间分布不均匀,在渗透注浆理论模型中应当考虑浆液黏度空间分布不均匀性的影响。基于黏度时变性宾汉流体本构模型,引入了描述渗流过程的均匀毛管组模型,建立了恒定注浆速率条件下考虑浆液黏度时空变化的一维渗透注浆扩散模型。设计了一维可视化渗透注浆扩散模拟试验系统,获得了不同介质渗透率及不同注浆速率条件下水泥-水玻璃浆液(C-S)注浆压力随时间变化规律。研究结果表明:考虑浆液黏度空间分布不均匀性时,孔口注浆终压计算值为试验值的1.2~1.4倍,浆液扩散距离计算值为试验测量值的0.9~1.1倍,计算值与试验值的误差在可接受范围内,所创建的理论模型可较好地描述速凝浆液一维渗透注浆扩散过程。不考虑浆液黏度空间分布不均匀性时,孔口注浆终压计算值为试验值的3.5~4.1倍,浆液扩散距离计算值为试验测量值的0.5~0.7倍,显著高估了注浆压力、低估了浆液扩散范围。因此,在注浆设计中应充分考虑速凝浆液黏度空间分布不均匀性。     

孔隙砂岩多次化学注浆试验研究

选取宁东地区典型的孔隙砂岩,采用不同颜色示踪的化学浆液进行4次注浆试验;揭示了浆液在孔隙中的扩散、充填规律及注浆次数与被注岩层渗透系数、孔隙率之间的关系。研究发现：每次化学注浆浆液的充填情况有明显的差别,首次注浆浆液在整个岩样均有较均匀的充填,后续的各次注浆浆液均呈现部分区域积聚充填的现象;随着注浆次数的增加岩样的渗透系数减小,孔隙充填率增加,渗透系数、孔隙充填率与注浆次数的关系可分别采用幂函数及对数函数拟合;4次注浆后岩样的渗透系数减小了97%,说明多次注浆起到了很好的减渗效果。依据试验成果,建立数值计算模型,预测了不同注浆次数、不同开挖条件下注浆孔及井筒的涌水量,并与井筒实际涌水量进行对比,发现两者数据较为吻合,说明依据试验结果建立数值模型进行涌水量预测是可行的。     

单一裂隙动水注浆扩散模型

通过理论推导建立了单一裂隙动水注浆扩散模型,用计算机对单一裂隙动水注浆扩散模型进行编程和分析,试验验证该注浆扩散模型是合理的。研究结果表明,单一裂隙动水注浆在注浆前期浆液扩散面积呈圆形而在注浆后期浆液扩散面积呈椭圆形;浆液扩散半径与浆液黏度成反比,与裂隙开度和注浆压力成正比;水流流动有利于浆液沿顺水流方向扩散而抑制浆液沿逆水流方向扩散;水流流速增大或减小到一定程度时浆液扩散半径受水流流速的影响程度将逐渐减小;水流流动对逆水流方向扩散半径的影响程度大于顺水流方向扩散半径的影响程度;浆液扩散半径受水流流速影响最大,受裂隙开度影响次之,受注浆压力和浆液黏度的影响相对较小     

砾石土层中注浆扩散参数的研究

采用注浆模拟试验与数值分析等研究方法,探讨了砾石土层中注浆的注浆量、浆液扩散半径及注浆形成的结石体抗压强度等参数预测计算模型,并设计试验对其进行了验证。试验结果表明,砾石土层中注浆的注浆量、浆液扩散半径及结石体的抗压强度等参数预测计算模型计算的注浆量、浆液扩散半径与注浆结石体抗压强度的理论值与试验实测值间虽分别有10%、5%、10%左右的差异,但均相差不大,因此,可用来预测砾石土层实际注浆工程中的注浆量、浆液扩散半径及注浆形成的结石体的抗压强度等参数。研究成果不仅可为砾石土层实际注浆工程实践提供理论支撑,还可为砾石土诱发的滑坡、泥石流等灾害的防灾减灾提供技术参考。     

瞬变电磁法在煤矿采空区注浆效果检测方面的应用

通过对某煤矿采空区进行瞬变电磁法勘探及注浆效果评价实例分析,证实瞬变电磁法不仅能准确圈定采空区的分布范围,而且能有效检测采空区注浆后的工程质量。利用瞬变电磁法进行采空区注浆前后的检测评价,须采用相同的勘探网度及测点布设,相同的数据采集参数及处理方法、处理流程及处理参数等。实例表明采空区的电阻率异常值及分布范围在注浆前后有明显的差别,表现为电阻率等值线的起伏形态、梯度、展布方向等特征存在着较大差异。     

超长钻孔灌注桩桩端后压浆效果检测

主要介绍一根超长钻孔灌注桩桩端后压浆试验成果,包含自平衡静载试验以及钻孔取芯试验。结果表明,超长钻孔灌注桩桩端后压浆水泥浆液上返高度在该类地质条件下约达15 m左右,但水泥浆液在地下需要较长时间才能达到设计强度,且分布不均。桩周土层标贯试验表明,贯入击数与压浆前相比,普遍提高。自平衡静载荷试验结果表明,压浆后承载力增加50 %。因此桩端后压浆对提高桩承载力和改善荷载传递性能有明显的效果。     

中关铁矿深孔注浆幕墙井间电阻率测试技术和效果评价

矿山治水中所采用的帷幕注浆工法具有典型的隐蔽工程特点,因此,注浆效果的评价一直是该领域内的一个难题.中关铁矿深孔帷幕注浆工程利用井间电阻率测试技术对注浆效果进行了深入的研究,验证了该物探手段在帷幕注浆工程中应用的可行性和先进性.井间电阻率反演图清楚地表明:注浆前后地层电阻率由低到高的变化过程,说明止水达到了良好的效果;本文还结合注浆工程资料,系统地分析了注浆过程中钻孔单位注灰量及岩层透水率的变化过程,为井间电阻率测试技术的试验结果和帷幕墙止水效果的检验评价提供了旁证支持.     

压水试验在岩溶路基注浆效果评价中的应用研究

文章介绍了已有的岩溶路基注浆效果检测方法，在此基础上分析压水试验定量评价岩溶路基注浆效果的可行性，并以黔张常铁路岩溶路基注浆代表性压水试验段为例，采用4种合格标准对路基注浆效果进行分析，以弥补目前使用的合格标准存在的不足。在多次优化试验的基础上，制定了新的压水试验定量评价注浆效果判定标准，总结出压水试验工艺参数，采用单点法压水试验，注浆前后压水试验数量分别不小于5%和4%，试验压力在0.05~0.25 MPa，试验长度为3~6 m，压水时间为5~10 min?次-1。经多次、多段其他检测试验验证其工艺参数和评价标准的结果表明，该方法是一种适合的、可靠的定量评价岩溶路基注浆效果的方法。      

弱胶结孔隙介质渗透注浆模型试验研究

为了研究弱胶结孔隙介质化学注浆浆液充填及减渗的基本规律,采取模型试验的方法,研究了不同有效粒径及细度模数的模型材料注浆前、后渗透系数、孔隙率及抗压强度变化规律,试验过程中控制了注浆泵流量、浆液性能、静水压力等参数,共完成6个模型。试验结果表明：各模型材料注浆充填率在9%～41%之间,随着模型材料粒度及渗透系数的减小,注浆充填率呈逐渐增大的趋势;注浆前、后模型材料的渗透系数随着有效粒径及细度模数的减小而逐渐减小,且减小的比例逐渐增加;注浆大幅地减小了材料的渗透性,各模型渗透系数减小幅度在84%～97%之间;注浆前各模型材料的抗压强度较低且较为接近,注浆后各模型材料的强度增加量在6～10倍之间,且强度增量表现为随着模型有效粒径及细粒模数的减小而逐渐增大的特点。     

基于波速测试的裂隙岩体固结灌浆效果分析

以福建某坝基固结灌浆工程实例为研究对象,采用单孔、跨孔声波测试及地震波测试技术对灌浆前、后岩体纵波波速进行检测。采用弹性理论计算动弹性模量,研究灌浆前、后变形参数的变化;对Hoek-Brown准则进行修正,用波速计算Hoek-Brown准则的强度参数,研究灌浆前、后强度参数的变化。研究结果表明,固结灌浆效果受岩体本身的可灌性控制,并受岩体结构影响。不同方向的固结灌浆效果是不同的,对于强风化岩体,垂直向固结效果优于水平向;对于具有缓倾结构面的中风化岩体,水平向固结效果优于垂直向。动弹性模量提高率与波速提高率呈二次函数关系。强风化岩的m（为Hoek-Brown常数）和s（为与岩体质量有关的常数）值提高率与波速提高率均呈一次函数关系,中风化岩则均呈三次函数关系。研究成果对灌浆设计和施工有重要的指导意义。