考虑迂曲度的多孔介质渗透注浆机理研究
发布时间：2021-12-28 12:59
目前,我国的西部地区矿量蕴藏丰富,但在施工和开采的过程中,多伴随着由松散土层诱发的地质灾害,灌浆法技术是现在治理由松散土体诱发地质灾害的一种有效手段,并且能有效地提高松散土层的物理性质、稳定性和预防灾害突发。目前国内外对多孔介质注浆技术地研究取得了较多成果,但是考虑迂曲度对浆液运移过程中的影响的研究较少,由此得到地注浆预测结果实际结果必然会存在一定的偏差,因此,考虑迂曲度对松散土层注浆的影响将更符合工程实际。本文在已有的注浆公式基础上,推导了考虑迂曲度的多孔介质球形渗透注浆机理;采用数值模拟将模拟结果和理论结果与实验注浆结果对比,进行考虑迂曲度对浆液的扩散机理地分析。本文的主要研究内容如下:(1)建立考虑迂曲度的球形渗透注浆牛顿流体及典型非牛顿流体的理论模型,推导出3种流体模型下的理论公式;(2)引用相关文献并结合已有的实验数据,代入理论公式进行实例分析,探究该机理的精确性和适用性;(3)根据即有实验数据建立渗透注浆数值模型,利用Comsol Multiphysics数值模拟软件的多物理场耦合功能对浆液的渗流运动效果进行模拟运算;(4)通过数值模拟计算得出注浆扩散效果,并将其与理论结果...
【文章来源】： 昆明理工大学云南省
【文章页数】：89 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义和背景
1.2 注浆技术的国内外研究现状
1.2.1 注浆技术
1.2.2 多孔介质理论
1.2.3 时变性注浆理论
1.2.4 注浆模拟实验研究现状
1.2.5 注浆数值模拟研究现状
1.3 目前研究存在的问题
1.4 本文的研究内容、研究方法及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 技术路线
第二章 考虑迂曲度的多孔介质渗透注浆扩散模型
2.1 渗透注浆
2.2 考虑迂曲度的土体介质模型
2.3 考虑迂曲度的渗透注浆公式推导
2.3.1 基本假设
2.3.2 考虑迂曲度的牛顿流体渗透注浆理论推导
2.3.3 考虑迂曲度的宾汉姆流体渗透注浆理论推导
2.3.4 考虑迂曲度的幂律流体渗透注浆公式推导
2.4 参数确定及适用范围
2.4.1 参数确定
2.4.2 适用范围
2.5 实例分析
2.6 本章小结
第三章 多孔介质渗透注浆数值模型创建
3.1 数值模拟软件与原理
3.1.1 数值模拟软件
3.1.2 计算原理
3.2 基本方程及边界条件
3.3 注浆有限元模型的创建
3.3.1 数值模型
3.3.2 网格划分
3.3.3 基本参数取值
3.4 本章小结
第四章 多孔介质渗透注浆扩散规律研究
4.1 未考虑迂曲度的渗透注浆数值模拟
4.1.1 模拟变量设定
4.1.2 达西定律物理场节点设定
4.1.3 模拟结果及分析
4.1.4 差值分析
4.2 考虑迂曲度的渗透注浆数值模拟
4.2.1 模型参数设置
4.2.2 模拟结果及分析
4.2.3 差值分析
4.3 渗透扩散模型对比分析
4.4 考虑边界效应的渗透注浆模拟
4.4.1 差值分析
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士期间发表论文及申请专利
参与的科研项目
攻读硕士学位期间获得的奖励和荣誉
【参考文献】：
期刊论文
[1]堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究 [J]. 张聪,梁经纬,阳军生,曹磊,谢亦朋,张贵金. 岩土力学. 2019(04)
[2]考虑区间分布的幂律流体脉动渗透注浆扩散机制研究 [J]. 张聪,梁经纬,阳军生,张贵金,谢亦朋,叶新田. 岩土工程学报. 2018(11)
[3]覆盖层地基注浆扩散数值模拟方法及应用 [J]. 周正军,姜媛媛,王晓东,余学明,王党在. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[4]动水环境下粗糙单裂隙注浆数值模拟 [J]. 杨坪,孙雪青. 地下空间与工程学报. 2017(04)
[5]煤层注浆压裂裂隙形成规律数值模拟 [J]. 刘超,程成. 煤矿安全. 2017(05)
[6]速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证 [J]. 刘人太,张连震,张庆松,杨磊,李志鹏,孙子正,张世杰,朱光轩. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[7]基于Comsol的饱和多孔介质动力方程的数值模拟及应用 [J]. 杨贝贝,李伟华,赵成刚,李梦姿. 地震工程学报. 2017(02)
[8]深部大型断层注浆改造及数值模拟分析 [J]. 吴亚萍,胡友彪,刘瑜,邢世平,齐瑞. 煤炭技术. 2017(02)
[9]基于宾汉姆流体的微裂隙岩体注浆扩散影响机制分析 [J]. 高圣元. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[10]考虑迂曲度的盾尾注浆毛细管渗透扩散模型 [J]. 秦洲,刘燕鹏,叶生春. 公路. 2016(05)
博士论文
[1]地下工程动水注浆过程中浆液扩散与封堵机理研究及应用[D]. 张霄.山东大学. 2011
[2]砂性地层渗透注浆试验及工程应用研究[D]. 李慎刚.东北大学. 2010
[3]软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究[D]. 叶飞.同济大学. 2007
[4]静动力作用下浆液扩散理论与试验研究[D]. 杨秀竹.中南大学. 2005
硕士论文
[1]基于动水注浆试验与数值模拟的动水注浆压力场研究[D]. 王帅.山东大学. 2012
本文编号：3554100
【文章来源】： 昆明理工大学云南省
【文章页数】：89 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义和背景
1.2 注浆技术的国内外研究现状
1.2.1 注浆技术
1.2.2 多孔介质理论
1.2.3 时变性注浆理论
1.2.4 注浆模拟实验研究现状
1.2.5 注浆数值模拟研究现状
1.3 目前研究存在的问题
1.4 本文的研究内容、研究方法及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 技术路线
第二章 考虑迂曲度的多孔介质渗透注浆扩散模型
2.1 渗透注浆
2.2 考虑迂曲度的土体介质模型
2.3 考虑迂曲度的渗透注浆公式推导
2.3.1 基本假设
2.3.2 考虑迂曲度的牛顿流体渗透注浆理论推导
2.3.3 考虑迂曲度的宾汉姆流体渗透注浆理论推导
2.3.4 考虑迂曲度的幂律流体渗透注浆公式推导
2.4 参数确定及适用范围
2.4.1 参数确定
2.4.2 适用范围
2.5 实例分析
2.6 本章小结
第三章 多孔介质渗透注浆数值模型创建
3.1 数值模拟软件与原理
3.1.1 数值模拟软件
3.1.2 计算原理
3.2 基本方程及边界条件
3.3 注浆有限元模型的创建
3.3.1 数值模型
3.3.2 网格划分
3.3.3 基本参数取值
3.4 本章小结
第四章 多孔介质渗透注浆扩散规律研究
4.1 未考虑迂曲度的渗透注浆数值模拟
4.1.1 模拟变量设定
4.1.2 达西定律物理场节点设定
4.1.3 模拟结果及分析
4.1.4 差值分析
4.2 考虑迂曲度的渗透注浆数值模拟
4.2.1 模型参数设置
4.2.2 模拟结果及分析
4.2.3 差值分析
4.3 渗透扩散模型对比分析
4.4 考虑边界效应的渗透注浆模拟
4.4.1 差值分析
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士期间发表论文及申请专利
参与的科研项目
攻读硕士学位期间获得的奖励和荣誉
【参考文献】：
期刊论文
[1]堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究 [J]. 张聪,梁经纬,阳军生,曹磊,谢亦朋,张贵金. 岩土力学. 2019(04)
[2]考虑区间分布的幂律流体脉动渗透注浆扩散机制研究 [J]. 张聪,梁经纬,阳军生,张贵金,谢亦朋,叶新田. 岩土工程学报. 2018(11)
[3]覆盖层地基注浆扩散数值模拟方法及应用 [J]. 周正军,姜媛媛,王晓东,余学明,王党在. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[4]动水环境下粗糙单裂隙注浆数值模拟 [J]. 杨坪,孙雪青. 地下空间与工程学报. 2017(04)
[5]煤层注浆压裂裂隙形成规律数值模拟 [J]. 刘超,程成. 煤矿安全. 2017(05)
[6]速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证 [J]. 刘人太,张连震,张庆松,杨磊,李志鹏,孙子正,张世杰,朱光轩. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[7]基于Comsol的饱和多孔介质动力方程的数值模拟及应用 [J]. 杨贝贝,李伟华,赵成刚,李梦姿. 地震工程学报. 2017(02)
[8]深部大型断层注浆改造及数值模拟分析 [J]. 吴亚萍,胡友彪,刘瑜,邢世平,齐瑞. 煤炭技术. 2017(02)
[9]基于宾汉姆流体的微裂隙岩体注浆扩散影响机制分析 [J]. 高圣元. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[10]考虑迂曲度的盾尾注浆毛细管渗透扩散模型 [J]. 秦洲,刘燕鹏,叶生春. 公路. 2016(05)
博士论文
[1]地下工程动水注浆过程中浆液扩散与封堵机理研究及应用[D]. 张霄.山东大学. 2011
[2]砂性地层渗透注浆试验及工程应用研究[D]. 李慎刚.东北大学. 2010
[3]软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究[D]. 叶飞.同济大学. 2007
[4]静动力作用下浆液扩散理论与试验研究[D]. 杨秀竹.中南大学. 2005
硕士论文
[1]基于动水注浆试验与数值模拟的动水注浆压力场研究[D]. 王帅.山东大学. 2012
本文编号：3554100
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