深部破裂圍巖錨注漿液滲流擴散機理研究.pdf

1、錨注支護技術是維護深部破裂圍巖穩(wěn)定的一種有效方式，研究錨注漿液滲流擴散機理對于完善錨注支護理論和提高深部巷道錨注支護效果具有重要的理論意義與工程應用價值。本文以深部錨注支護巷道工程地質條件為背景，綜合運用實驗室試驗、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測相結合的方法，對錨注漿液在破裂圍巖內的滲透性演化和滲流擴散機理進行了深入、系統(tǒng)地研究，取得了如下創(chuàng)新性研究成果：
　　(1)基于峰后破裂巖石滲透性測試原理，自行設計了一套與MTS816巖石電

2、液伺服試驗系統(tǒng)相配套的巖石三軸漿液滲透儀及注漿壓力泵站，開發(fā)了破裂巖石三軸漿液滲透性試驗系統(tǒng)，能夠對巖石峰后不同破裂狀態(tài)和圍壓狀態(tài)下的漿液滲透特性進行準確的測量，為深入揭示漿液在破裂巖石中的滲流擴散機理提供了一種有效的測試手段。
　　(2)利用自行研制的破裂巖石三軸漿液滲透性試驗系統(tǒng)，系統(tǒng)開展了不同巖石峰后破裂狀態(tài)、圍壓和注漿壓力條件下漿液滲透性試驗，獲得了不同條件下漿液在破裂巖石內的孔隙壓力、滲流量和滲透系數(shù)的變化規(guī)律，并結合破

3、裂巖石CT掃描試驗結果和破裂巖石三線型應變軟化模型，揭示了巖石峰后破裂狀態(tài)、圍壓和注漿壓力三者耦合作用對漿液滲透性演化的影響規(guī)律。
　　(3)基于破裂巖石漿液滲透性演化試驗結果，利用經(jīng)典流體力學理論中Navier-Stocks方程，構建了破裂巖石的等效裂隙模型以及破裂巖石漿液滲透性演化模型，推導了破裂巖石漿液滲透性演化與巖石峰后破裂狀態(tài)、圍壓和注漿壓力之間的關系。將該模型嵌入至FLAC3D和COMSOL Multiphysics軟

4、件中，對巖石三軸壓縮和漿液滲流耦合過程進行數(shù)值模擬，模擬結果真實地反映了巖石峰后破裂過程中的漿液滲透性演化規(guī)律，模擬結果與試驗結果吻合良好。
　　(4)以深部錨注支護巷道工程地質條件為背景，利用建立的破裂巖石漿液滲透性演化模型，建立了錨注漿液在破裂巷道圍巖內滲流擴散的數(shù)學模型，系統(tǒng)研究了圍巖破裂狀態(tài)、圍巖應力、注漿壓力、注漿時間和錨注鉆孔布置形式等對錨注漿液滲透擴散范圍的影響規(guī)律，揭示了破裂巷道圍巖錨注漿液滲流擴散機理，提出了一種