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注浆材料优化配比与注浆试验研究

作　者: 夏小亮
导　师: 许光泉
学　校: 安徽理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 注浆材料优化配比 裂隙岩体 注浆试验 注浆效果检测 注浆应用
分类号: TD265.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


我国许多煤矿在深部开采过程中,受到煤层底板下部灰岩水害的严重威胁。由于煤层底板处在高承压、动水位等复杂的条件下,如何优化配比注浆材料并开展裂隙岩体的注浆试验研究,对于现场注浆工程具有重要实际意义。论文在查阅国内外有关煤层底板注浆材料和注浆试验资料的基础上,分析了煤层底板岩体裂隙特征,选用超细水泥、粉煤灰、硅粉、粘土和Ca(OH)2作为浆液配比的原材料。通过单因素试验、正交试验、耐久性试验优化制配出稳定性好、结石率高、强度高、耐久性好的注浆材料。研究自制注浆加固模型装置,包括注浆容器、控压供水装置、注浆设备和量测系统四部分,并以此开展注浆模拟试验研究。采用地震CT、抗压强度测试、渗透性及渗水量测定等方法检测注浆效果;运用均匀设计方法,选取注浆压力、试件裂隙宽度和浆液水灰比为影响因素,并以浆液扩散半径、注浆后试件的抗压强度、注浆量、注浆后渗透系数为判断注浆加固效果的参数,利用统计方法分析了影响因素和注浆效果之间的关系；最后结合室内试验所获得的注浆参数,选择某煤矿为例,进行了实际应用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
Contents  10-13
1 绪论  13-20
  1.1 选题意义  13
  1.2 国内外研究现状  13-18
    1.2.1 注浆材料的发展与应用状况  13-14
    1.2.2 注浆技术及理论研究现状  14-16
    1.2.3 注浆模拟试验研究现状  16-17
    1.2.4 注浆效果检测  17
    1.2.5 存在的问题  17-18
  1.3 研究内容及技术路线  18-20
    1.3.1 研究内容  18
    1.3.2 技术路线  18-20
2 裂隙岩体注浆机理  20-25
  2.1 裂隙的可注性分析  20-21
    2.1.1 浆液的可注性  20-21
    2.1.2 裂隙可注性理论  21
  2.2 裂隙岩体注浆机理分析  21-25
    2.2.1 牛顿流体的注浆理论  21-22
    2.2.2 宾汉流体的注浆理论  22-25
3 注浆材料的优化配比试验  25-39
  3.1 超细水泥浆液基本性质  25-26
    3.1.1 超细水泥化学成分指标  25
    3.1.2 超细水泥浆液性能  25-26
  3.2 单因素影响试验  26-30
    3.2.1 试验材料  26-27
    3.2.2 试验仪器  27
    3.2.3 试验结果分析  27-30
  3.3 正交试验及性能分析  30-33
    3.3.1 正交试验设计  30
    3.3.2 结果分析  30-33
  3.4 浆液耐久性影响试验  33-36
    3.4.1 耐久性试验  34
    3.4.2 试验结果及分析  34-36
  3.5 微观结构分析  36-39
    3.5.1 样品制备  36-37
    3.5.2 试验结果与分析  37-39
4 裂隙岩体注浆模拟试验  39-74
  4.1 试验装置  39-43
    4.1.1 试验装置简介  39-42
    4.1.2 试验装置功能与特点  42
    4.1.3 试验过程  42-43
  4.2 试件的模型  43-46
    4.2.1 岩体裂隙的基本特征  43-45
    4.2.2 试验试件设计  45-46
  4.3 试验设计  46-50
    4.3.1 试验因素及水平  47-48
    4.3.2 试验内容及其步骤  48-50
  4.4 注浆效果  50-56
    4.4.1 地震波CT波速评价  51-56
    4.4.2 抗压强度评价  56
    4.4.3 渗透系数评价  56
    4.4.4 渗水量评价  56
  4.5 试验数据分析  56-74
    4.5.1 试验数据处理的数学模型  57-59
    4.5.2 浆液扩散半径及其影响因素分析  59-62
    4.5.3 注浆量及其影响因素分析  62-66
    4.5.4 注浆后试件强度及其影响因素分析  66-69
    4.5.5 注浆后试件渗透系数及其影响因素分析  69-73
    4.5.6 注浆效果的影响综合分析  73-74
5 现场试验及工程应用  74-78
  5.1 水文地质概况  74-75
  5.2 现场注浆试验研究  75-76
    5.2.1 注浆方案设计  75-76
    5.2.2 注浆材料  76
    5.2.3 注浆试验效果  76
  5.3 现场注浆试验结果与室内试验计数值比较  76-78
6 结论与建议  78-79
  6.1 结论  78
  6.2 建议  78-79
附图  79-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
作者简介及读研期间主要科研成果  85

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山设计与建设 > 井巷工程 > 井巷特殊施工法 > 注浆法
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