煤田地质与勘探

作者：谢鲍, 程桦, 王雪松, 黎明镜, 刘向阳, 韩雪宇,

关键词：富水砂层, 渗透注浆, 多因素耦合, 幂律浆液, 扩散机理,

目的为阐明富水砂层渗透注浆球形扩散规律及影响因素，开展渗透注浆试验研究，以了解不同注浆参数对浆液扩散的定量影响。方法首先，通过渗透注浆球形扩散模型试验，分析浆液宏观扩散形态、微观填充效果及注浆过程中渗透压力、土压力变化趋势；然后，基于考虑多效应耦合作用的渗透注浆球形扩散方程，定性分析浆液渗透扩散的影响因素，定量分析理论预测浆液扩散的误差；最后，使用极差分析法评估水灰比、砂土物理参数、注浆压力对浆液渗透扩散影响的显著性。结果和结论浆液扩散范围与浆液水灰比、砂土孔隙率呈正相关，与砂土迂曲度呈负相关；注浆过程中，随着与注浆管的距离变远，渗透压力及土压力非线性减小，而随着时间的变化，同一个测点的渗透压力及土压力非线性增大；定义了压力突增时间区间，与注浆管距离越近，该区域出现越早，压力变化越显著；考虑浆液黏度时变效应、迂曲效应及均匀渗滤效应的理论模型预测浆液扩散范围与试验误差为−13.26%~11.01%；各注浆参数对浆液扩散范围影响的显著性从大到小为：水灰比、砂土孔隙率、注浆压力；水灰比作为主要影响因素，同时影响注浆过程的砂土实际孔隙率、迂曲度进而影响浆液扩散范围。研究成果可为今后富水砂层注浆参数设计提供参考。

来源：2025年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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