聚氨酯复合注浆材料浆液扩散特性及应用研究

摘要：

山岭隧道所处地层大多节理裂隙发育,水系丰富,由此引发的突涌水灾害普遍具有突发性高、危害性大和破坏性强等特点,直接威胁隧道施工安全.基于化学改性和无机-高分子杂化技术,以聚氨酯材料与普通硅酸盐水泥为基础,结合复合功能助剂,制备得到聚氨酯复合注浆材料.通过对该复合注浆材料的SEM观测,分析浆材固结体的防渗性能.通过水槽注浆模拟试验,研究注浆材料的浆液扩散和抗冲刷特性.利用Galerkin有限元法建立连续模型方程,数值模拟浆液的流动过程,分析注浆过程中的流场特征.通过现场工程应用,验证该复合注浆材料对山岭隧道突涌水的注浆封堵效果.研究结果表明,有机/无机杂化的空间互穿网络凝胶结构,提高了结石体的力学性能和防渗性能.浆液在动水环境下的富水砂砾地层留存率高,扩散程度好,注浆封堵效果明显.数值模拟结果与现场试验基本相符,对复合注浆材料浆液流场特征进行分析,有助于实现地下突涌水注浆治理全过程的优化控制.山岭隧道突涌水的现场应用表明,使用复合注浆材料对富水地层注浆后无渗水现象,后期经过长时间观测,封堵效果和耐久性优异.

关键词：隧道工程、富水地层、抗冲刷性、数值模拟、扩散特性

所属期刊栏目：45

分类号：U25(铁路隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金41877264

在线出版日期：2023-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1-9