基于步进式算法的裂隙注浆扩散机制研究

注浆是治理地下工程围岩裂隙涌(突)水的有效手段,裂隙注浆扩散封堵过程的理论研究是岩体涌(突)水注浆方案科学设计与工程顺利实施的保障。深入分析了注浆材料流变特性、扩散路径及注浆方式等工程与地质因素对裂隙注浆扩散过程的控制作用,基于注入时间的离散将注浆区划分为若干无限小的扩散单元,提出了可计算任意时刻浆液锋面位置、注浆压力、扩散区浆液黏度与压力分布以及注浆速率等关键数据的改进步进式算法,完整刻画了不同注浆工艺下岩体裂隙注浆扩散过程。通过步进式算法分析了恒压注浆、恒速注浆等恒参量裂隙注浆过程(即注浆压力或注浆速率保持恒定);经与已有成果对比,计算结果与文献数据一致性较好,验证了该方法的可靠性和适用性。结合工程实践,运用步进式算法开展了"阶段式递降速率"和"阶段式递增压力"等典型动参量裂隙注浆扩散机制的研究,分析了不同注浆方案下注浆压力、注浆速率及浆液扩散距离等指标的变化特征,在一定程度上揭示了动参量裂隙注浆扩散规律,深化了人们对岩体裂隙注浆扩散理论的理解,为注浆设计和工程实践提供了有意义的指导。