国家自然科学基金(41272385)
- 作品数：36 被引量：516H指数：14
- 相关作者：张庆松李术才刘人太张连震张霄更多>>
- 相关机构：山东大学山东科技大学山东城市建设职业学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程矿业工程电子电信更多>>
- 矿井巷道掘进过程中含水构造附近岩体温度场的模型试验研究被引量：3
- 2014年
- 分析含水构造附近渗流作用影响下的热扩散理论,采用典型的流-固耦合相似材料配比和相似模拟试验架,完善光栅温度、渗透压力监测系统。对含水构造附近的巷道掘进进行试验模拟,对掘进过程中围岩变形和渗流边界条件改变引起的渗流场、温度场的变化规律进行分析。研究结果表明:含水构造附近的岩体具有明显的低温异常特征;掘进过程中,水体附近渗透压力显著降低,岩体的热对流作用随巷道开挖逐步加强,岩体温度逐步降低,但水体的温度影响范围变化较小;通过Peclet数的对比分析,为探测矿井突水提供了一种新途径;对巷道掘进中的岩体温度场进行数据拟合,得出温度法预报的经验公式,为岩体温度法探水提供了可靠的试验依据。
- 高阳张庆松李术才蒋宇静
- 关键词：巷道模型试验
- 基于裂隙动水注浆的水泥–水玻璃浆液相界面特征研究被引量：17
- 2013年
- 在地下工程注浆治理中,不同类型的浆液与水具有不同的相界面特征,浆–水相界面特征对揭示注浆堵水机制及建立浆–水混合区数值模型具有重要意义。通过分析不同浆液的浆–水相界面形态,得到注浆材料相界面表征方法和适用类型;通过注浆模拟试验,开展水泥水玻璃浆–水相界面测定试验,得到动水条件下水泥水玻璃浆–水相界面特征;对试验数据进行回归分析,将相函数拆分为高度函数和宽度函数对相界面几何特征进行描述,并分析浆–水相界面特征的影响因素。研究成果对注浆堵水机制的发展和浆–水界面数值模型的建立具有一定的参考价值。
- 李术才孙子正刘人太张庆松韩伟伟张伟杰王德明
- 关键词：动水注浆相界面
- 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
- 高孔隙率砂岩涌水渗流场特征与注浆治理被引量：7
- 2014年
- 将孔隙率引入到多孔介质达西渗流理论中的连续性方程及动量守恒方程,建立均质高孔隙率砂岩非稳定达西渗流数学模型,同时结合实际工程中的水文地质条件,采用数值模拟的方法研究了不同注浆压力下渗流场演化规律及涌水区域水流速度变化。计算结果表明:随着注浆压力的提高,浆液不断驱替砂岩中的孔隙水,有效封堵过水通道;不同注浆压力下巷道涌水区域水流速度变化显著:注浆过程中水流速度降低接近于零,注浆结束后水流速度上升最终达到稳定状态。针对地下工程中高孔隙率砂岩的涌水治理提出了"深部封堵水源、浅层注浆加固"治理原则,通过现场试验,取得了良好治理效果。
- 惠冰张庆松张立李海燕李志鹏朱明听翁贤杰
- 关键词：注浆压力
- 断层破碎带隧道突水突泥模型试验系统研制与应用被引量：24
- 2017年
- 为研究吉莲高速永莲隧道扰动作用下突水突泥灾变演化过程及破坏特征,以F2断层破碎带为研究对象,研制大型三维地质模型试验系统,该系统由模型架、地应力加载系统、水压加载系统以及信息监测系统组成,通过材料配比试验及物理力学性能参数测试,研制出适用于流–固耦合模型试验的新型断层围岩及正常围岩相似材料。采用该系统进行模型试验,揭示正常围岩开挖过程中及揭露断层后的隧道围岩渗流压力、应力应变、位移以及涌出物等特征参数的变化规律,模型试验结果与实际工程灾变特征具有较好一致性。试验结果表明该系统稳定可靠,可广泛应用于其它地下工程的模型试验研究,其研究方法及结果对类似工程研究具有一定的指导和借鉴意义。
- 张庆松王德明李术才张霄谭英华王凯
- 关键词：断层破碎带突水突泥相似材料模型试验
- 岩溶泉域煤矿奥灰顶部相对隔水性及水文地质特征研究被引量：22
- 2014年
- 奥灰岩溶水水害是华北型煤田深部开采的关键制约因素,复杂的水文地质环境是灾害频发的主因。运用钻探、水文地质试验及地球物理探测手段对保德井田奥陶系顶部岩性、岩溶裂隙发育特征及相对富水性进行综合研究,论证研究区奥灰顶部相对隔水性。实施单孔抽水试验及群孔抽水试验,查明奥灰含水层渗流场特征;通过岩溶水水化学分析,探讨奥灰含水层水化学场特征及其演化规律:沿径流路径,岩溶水水质类型总体呈HCO3→HCO3·Cl→Cl的演化顺序。依据奥灰含水层水化学特征划分岩溶水径流分区,表明井田奥灰含水层处于弱径流–滞流区。基于井田奥灰含水层水文地质特征,提出奥灰顶部注浆改造的"深度合理,施工便利;物探先行,靶区圈定;优先布网,监控紧跟;上游布孔,引导注浆;成效保障,环保并重"的总体原则,对深部开采奥灰岩溶水水害防控及顶部注浆改造实施具有一定的指导意义。
- 张伟杰李术才魏久传张庆松张霄车宗原王刚
- 关键词：采矿工程
- 深井巷道涌水渗流场-应力场演化与注浆封堵被引量：3
- 2015年
- 为探讨深井巷道涌水渗流场-应力场演化。依托具体工程,选取深井巷道涌水区域,建立区域内渗流场-应力场耦合的地质力学模型。基于COMSOL有限元分析,研究深井巷道涌水区域渗流场与应力场变化特点。结果表明:巷道涌水区域形成一定范围内的降落漏斗,靠近降落漏斗处动水压力变化梯度较大,远离降落漏斗处水压力保持不变。在动水压力和高地应力的综合作用下,巷道顶板围岩变形量最大,且应力集中在顶板、底板位置,极易引起底板底臌现象。现场采用先引流泄压后浅层加固措施确保了浅层加固效果,合理控制深部引排钻孔,最后进行深部帷幕注浆有效封堵涌水通道。结合巷道顶板围岩变形实时监测并及时反馈,实现信息化施工,有效保证注浆过程中围岩稳定。并在工程实践中进行了应用,取得显著效果。
- 付英浩江海惠冰段昊王惠敏刘燕
- 关键词：深井巷道信息化施工
- 临江破碎地层基坑涌水综合分析方法研究被引量：9
- 2017年
- 岩溶破碎地层是地铁基坑水害的常见地质条件,复杂的水文地质条件是灾害频发的主要原因。以南京上元门车站为例,运用水文地质资料、地球物理探测及连通试验手段对南京上元门车站基坑岩性、岩溶裂隙发育特征及相对富水性进行深入研究。根据薄弱地层围岩及裂隙类型,可将基坑划分为4个区域,并提出针对性的治理措施,形成临江破碎地层基坑涌水综合分析方法。最后通过选择适当的注浆材料和配套工艺对临江破碎带进行综合治理,取得较好的治理效果,验证了此方法的可行性,同时实现了临江破碎地层治理的信息化施工。实践表明,该方法能有效减少注浆治理的盲目性,大大降低治理成本,保证注浆治理的效果。
- 王洪波张庆松刘人太李术才张乐文姜鹏郑卓
- 关键词：地铁车站基坑注浆治理
- 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
- 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被引量：30
- 2017年
- 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。
- 张连震张庆松刘人太李术才王洪波李卫张世杰朱光轩
- 关键词：渗透注浆
