覆盖型岩溶潜蚀塌陷临界裂隙开度模型试验研究

通过模型试验和理论分析,研究了裂隙开度对覆盖型岩溶潜蚀塌陷的影响及其变化规律。结果表明,临界裂隙开度是覆盖型潜蚀塌陷的关键控制因素,受覆盖层土质、密实度、临界水力梯度等因素的影响,初步提出了临界裂隙开度的估算方法。

微裂隙中水泥浆液渗滤效应的可视化试验研究

在微裂隙岩体注浆过程中,水泥浆液的渗滤效应对注浆效果的影响显著。自主研制了一套微裂隙注浆可视化试验系统,该系统由注浆系统、微裂隙模型以及监测系统3个部分组成,监测系统又分为显微监测系统和压力流量监测系统。当水泥浆液进入微裂隙模型后,利用显微监测系统对裂隙入口处的渗滤效应进行实时观测。利用压力流量监测系统对注浆试验过程中的注浆压力以及累计流量进行自动记录。运用自主设计的微裂隙注浆可视化试验系统,对微裂隙中的水泥浆液渗滤过程进行试验研究。采用3种水泥浆材(超细水泥Ⅰ、超细水泥Ⅱ和普通水泥),研究在注浆压力2.0 MPa、水灰比1.0的条件下,不同水泥颗粒粒径大小在不同裂隙开度下的浆液渗滤效应。通过试验发现,当裂隙开度较小时,在裂隙入口处形成了完整的半圆拱形滤饼;随着裂隙开度的增加,在裂隙入口处形成断续分布状滤饼;当裂隙开度增加到无渗滤发生时,裂隙入口处仅残留少量水泥颗粒附着物。通过试验获得了3种水泥的最小可注入裂隙开度大小b min和最小无渗滤裂隙开度大小b crit:超细水泥Ⅰ的b min和b crit分别为80和280μm;超细水泥Ⅱ的b min和b crit分别为100和300μm;普通水泥的b min和b crit分别为140和310μm。研究结果发现水泥粒径的减小对最小可注入裂隙开度大小的影响较大,但对最小无渗滤裂隙开度大小的影响较小。结合渗滤趋势k值,发现随着水泥粒径的减小,相应的k min和k crit值会随之增加,水泥浆液更容易在裂隙入口处发生渗滤,这是因为超细水泥比表面积更大,水泥颗粒间易发生团聚。

岩溶路基注浆效果透水率检测标准试验研究

研究目的:透水率检测标准制约着岩溶路基注浆效果的有效评价。通过模型试验和理论分析,研究影响透水率检测标准应用的两个关键性基础问题:一是是否存在一个不产生潜蚀塌陷的界限裂隙;二是如果存在这个界限裂隙,那么界限裂隙的透水率特征值是多少。研究结论:临界裂隙开度是覆盖型潜蚀塌陷的关键控制因素,受覆盖层土质、密实度、临界水力梯度等因素的影响,覆盖型岩溶路基塌陷的临界裂隙开度约为2～4 mm;对溶蚀裂隙发育的可溶岩地基,当裂隙宽度小于等于3 mm(或地基透水率小于等于47 Lu)时,在自然水降条件下,不具备岩溶潜蚀塌陷条件,因此,建议以47 Lu作为潜蚀塌陷临界透水率值,以此为岩溶地面塌陷防治注浆效果检测定量标准。

岩溶路基注浆效果透水率检测标准试验研究

通过透水率检测标准试验检测岩溶路基注浆效果,具体采用模型试验方法,并在理论分析的基础上,研究透水率检测标准应用时存在的基础问题。研究发现,覆盖型潜蚀塌陷的控制因素——临界裂隙开度主要受到覆盖层临界水力梯度、密实度和土质等的影响,并最终确定岩溶路基注浆效果透水率检测定量标准选取潜蚀塌陷临界透水率值47Lu。