基于Fluent的裂隙注浆浆液流动特性研究

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:fengwei27149
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注浆技术是土木工程中加固、堵水与防渗的有效手段之一。目前,与注浆工艺、注浆设备、注浆材料的快速发展相比,注浆理论特别是裂隙注浆理论发展相对滞后,因此对此研究很有必要。本论文在前人研究的基础上,建立了静水条件下平板裂隙单向流动模型、平板裂隙辐向流动模型、椭圆形裂隙单向流动模型、楔形裂隙模型和动水条件下平板裂隙模型,并依据模型做了理论推导与基于Fluent的数值模拟,以此来研究浆液的流动特性,作为对注浆理论的补充。结果表明:静水条件下,针对平板裂隙模型和椭圆形裂隙单向流动模型,浆液压力降与浆液粘度成正比、与浆液流动速率成正比、与裂隙开度的平方成反比。平板裂隙单向流动模型和椭圆形裂隙单向流动模型此两种模型的裂隙为不扩展裂隙,其压力降与浆液扩散距离成正比;平板裂隙辐向流模型的裂隙为扩展裂隙,压力降与扩散半径成对数关系;裂隙开度对浆液压力降影响最为显著;浆液在收缩型楔形裂隙中流动,其浆液压力随着浆液的扩散而减小且减小梯度增大;浆液在扩散型楔形裂隙中流动,其浆液压力随着浆液的扩散而减小且减小梯度减小。动水条件下,浆液扩散形态为前宽后窄类似椭圆形。地下水流速越大,浆液扩散区域将越窄越长且浆液更易被稀释,不利于注浆堵水;注浆压力越大、裂隙开度越大、浆液粘度越小、地下水压力越小等比较有利于浆液扩散。注浆压力一定,随着注浆时间的延长,浆液锋面流速减小且减小梯度减小。注浆孔处注浆压力最大,随着浆液的扩散,浆液压力减小且减小梯度减小。
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