本書內(nèi)容分為膨脹型漿體性能、膨脹型漿體巖體力學(xué)作用,以及膨脹型漿體應(yīng)用試驗(yàn)研究三個(gè)部分。詳細(xì)介紹了膨脹型漿體體積膨脹率、膨脹應(yīng)力發(fā)育特征及其膨脹機(jī)理,分析了不同約束條件、約束應(yīng)力對(duì)其性能的影響規(guī)律,并探討了膨脹型漿體力學(xué)強(qiáng)度提升和凝結(jié)時(shí)間調(diào)控方法;采用理論分析、室內(nèi)研究和數(shù)值模擬等方法,分析了漿-巖復(fù)合巖體強(qiáng)度模型、雙軸壓縮力學(xué)特性、剪切力學(xué)機(jī)制及其剪切強(qiáng)度影響因素;采用相似模擬試驗(yàn)和數(shù)值模擬等方法,探索了膨脹型漿體在急傾斜層狀巖體巷道頂板和含斷層采場(chǎng)頂板的注漿加固應(yīng)用效果,揭示注漿加固力學(xué)作用機(jī)理。
由于地質(zhì)構(gòu)造作用,結(jié)構(gòu)面的存在降低了地下巖體強(qiáng)度,對(duì)地下巖土工程穩(wěn)定性產(chǎn)生極大影響。注漿加固可通過漿體產(chǎn)生的黏結(jié)力對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行強(qiáng)度改良,將含弱面的巖體黏結(jié)成整體,從而提高巖體強(qiáng)度,是對(duì)地下巖土工程含結(jié)構(gòu)面巖體有效的支護(hù)方法。然而,普通型漿體僅對(duì)結(jié)構(gòu)面提供黏結(jié)作用,且水泥類漿體普遍存在干縮現(xiàn)象,從而影響注漿加固效果。
因此,在普通型漿體僅通過黏結(jié)作用對(duì)巖體進(jìn)行加固的基礎(chǔ)上,作者提出了膨脹型漿體“先擠后黏”的注漿加固思路,即在漿體將巖體黏結(jié)成整體之前,通過膨脹型漿體的體積膨脹作用,有效填充結(jié)構(gòu)面并對(duì)其兩側(cè)巖體產(chǎn)生擠壓,從而達(dá)到對(duì)巖體形成擠壓-黏結(jié)雙重作用的效果。
本書采用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和相似模擬試驗(yàn)等研究手段,對(duì)膨脹型漿體性能、膨脹型漿體-巖體力學(xué)作用和膨脹型漿體應(yīng)用等方面開展了一系列研究。全書共分為三篇12章,第一篇研究膨脹型漿體性能,系統(tǒng)分析并選擇適用于注漿加固的膨脹材料;全面探究了不同配比、不同約束條件和不同約束應(yīng)力作用下膨脹型漿體的膨脹性能和力學(xué)性質(zhì);初步探索了膨脹型漿體的強(qiáng)度提升和凝結(jié)時(shí)間調(diào)控方法,使性能進(jìn)一步優(yōu)化從而適應(yīng)特殊注漿加固環(huán)境需求。第二篇探討膨脹型漿體-巖體力學(xué)性質(zhì),通過分析膨脹型漿體注漿加固后復(fù)合巖體的雙軸壓縮力學(xué)行為,構(gòu)建了基于莫爾,庫侖準(zhǔn)則的漿-巖復(fù)合巖體強(qiáng)度模型;通過分析膨脹型漿體-裂隙巖體復(fù)合體的剪切力學(xué)特性及其影響因素,探討了膨脹型漿體的注漿加固作用機(jī)理;開展了膨脹型漿體注漿加固裂隙試樣雙軸壓縮力學(xué)試驗(yàn),分析加固體的雙軸壓縮力學(xué)特性。第三篇開展膨脹型漿體應(yīng)用試驗(yàn)研究,主要分析了膨脹型漿體注漿的急傾斜層狀巖體巷道頂板、含斷層采場(chǎng)頂板加固效果。本書可供從事地下巖土工程注漿支護(hù)的科研和工程技術(shù)人員、高校師生,以及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員參考。
第一篇 膨脹型漿體性能
1 常見膨脹材料及膨脹機(jī)理
1.1 常見膨脹材料及材料優(yōu)選
1.1.1 天然膨脹材料
1.1.2 人造膨脹材料
1.2 常用膨脹材料特性對(duì)比
參考文獻(xiàn)
2 膨脹型漿體體積膨脹率及膨脹應(yīng)力
2.1 體積膨脹率及膨脹應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)
2.1.1 原材料及試驗(yàn)方案
2.1.2 試驗(yàn)過程
2.2 體積膨脹率及膨脹應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
2.2.1 膨脹階段
2.2.2 水泥含量和膨脹劑含量對(duì)膨脹的影響
2.3 水化過程微觀演化及膨脹機(jī)理
2.3.1 微觀晶體生長(zhǎng)發(fā)育
2.3.2 膨脹機(jī)理
2.4 膨脹率及膨脹應(yīng)力影響因素
3 不同約束條件下的膨脹型漿體性能
3.1 膨脹性能及力學(xué)性能測(cè)試
3.1.1 試驗(yàn)方案
3.1.2 試驗(yàn)過程
3.2 膨脹特性及力學(xué)強(qiáng)度
3.2.1 膨脹發(fā)育演化規(guī)律
3.2.2 單軸壓縮強(qiáng)度
3.2.3 應(yīng)力應(yīng)變及破壞特征
參考文獻(xiàn)
4 不同約束應(yīng)力作用下的膨脹型漿體性能
4.1 膨脹率及力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試
4.1.1 試驗(yàn)方案及過程
4.1.2 膨脹性能與強(qiáng)度特征
4.2 微觀演化特征
4.2.1 XRD圖譜分析
4.2.2 顯微掃描圖像分析
參考文獻(xiàn)
5 膨脹型漿體強(qiáng)度提升方案
5.1 原材料及試驗(yàn)方案
5.1.1 原材料及配比
5.1.2 試驗(yàn)方法
5.2 石英砂對(duì)膨脹型漿體的性能影響
5.2.1 體積膨脹率
5.2.2 單軸抗壓強(qiáng)度
5.2.3 應(yīng)力應(yīng)變曲線
5.2.4 聲發(fā)射特征
5.2.5 微觀分析
參考文獻(xiàn)
6 膨脹型漿體凝結(jié)時(shí)間調(diào)控
……
第二篇 膨脹型漿體-巖體力學(xué)作用研究
第三篇 膨脹型漿體應(yīng)用數(shù)值模擬