基于D-Rb-C耦合模型的破碎岩体注浆加固作用机制与规律

摘要：

注浆加固是工程岩体稳定性主动控制的有效方法,其作用机制主要是将浆液注入或渗入破碎岩体结构面中,形成注浆结实体,强化岩体稳定性和抵抗外力破坏的能力.为实现破碎围岩注浆扩散和固结全过程计算,提出了基于离散单元法的岩体注浆扩散-固结作用机制,考虑了注浆过程中离散单元体中的完整接触、水力破坏接触和力学破坏接触 3种情况,建立了Bingham流体扩散-黏结-固结(D-Rb-C)耦合模型,给出了基于D-Rb-C耦合模型的解算原理,开展了模型校核和算例分析,实现了浆液扩散-黏结-固结全过程解算,结果表明:① 单裂隙岩体全长注浆后,岩体剪切峰值强度较未注浆裂隙有一定提升,主要依赖于浆液凝固后所产生的剪切摩擦阻力;② 在单裂隙岩体点注浆模拟实验中,随着注浆压力增加浆液不断扩散,岩体峰前剪切屈服阶段和峰后阶段不断强化.③ 对于工程尺度破碎岩体,随着注浆压力增加,扩散半径呈两阶段增大趋势;浆液向深处高应力区闭合裂隙扩展需克服更大压应力,才能继续流动;注浆压力升高以后,相邻钻孔扩散范围叠加,形成封闭巷道的注浆结石体;当浆液凝固黏结强度较低时,结构面仍是控制围岩破坏失稳的主控因素.

关键词：离散单元法、裂隙岩体、注浆加固、浆液扩散、耦合模型

所属期刊栏目：48

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;北京市自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-07-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1464-1475