新型聚氨酯雙液注漿材料注漿加固破碎巖層試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著煤炭開(kāi)采深度的增加，地下破碎巖體的力學(xué)特性尤為復(fù)雜，通過(guò)注漿加固技術(shù)可以有效改善破碎巖體的力學(xué)性能。傳統(tǒng)的聚氨酯化學(xué)漿材具有良好的防滲加固性能，但是傳統(tǒng)的聚氨酯注漿材料固化時(shí)放熱量大、抗電阻燃性差，不利于煤礦安全生產(chǎn)，因此本文研究一種新型水玻璃/聚氨酯注漿材料，并通過(guò)試驗(yàn)研究其物理力學(xué)性能。
　　通過(guò)物理力學(xué)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):新型注漿材料固化時(shí)間隨試驗(yàn)溫度的增高而減小，反應(yīng)溫度隨試驗(yàn)溫度的增高而增大，當(dāng)試驗(yàn)溫度為9.6℃時(shí)，漿液的固化

2、時(shí)間為164s，最高反應(yīng)溫度為81.7℃。純漿液固結(jié)體單軸抗壓強(qiáng)度平均值為34.15MPa。將新型注漿材料與標(biāo)準(zhǔn)砂按照不同配比混合固結(jié)，測(cè)得其單軸抗壓強(qiáng)度隨漿砂比增大而增強(qiáng)，當(dāng)漿砂比為1∶4、1∶5、1∶6時(shí)，其對(duì)應(yīng)的固結(jié)體單軸抗壓強(qiáng)度平均值分別為45.37MPa、39.38MPa、32.03MPa。
　　為了模擬工程實(shí)際，本文設(shè)計(jì)破碎巖層注漿模型模擬實(shí)際注漿過(guò)程，在模型內(nèi)部填充破碎巖層模型材料，并在其內(nèi)外表面安裝紐扣式壓力盒、熱

3、電偶串、壓力表等測(cè)試元件記錄注漿試驗(yàn)過(guò)程中壓力以及溫度變化，由試驗(yàn)結(jié)果分析可知:模型內(nèi)部壓力先上升后下降再趨于穩(wěn)定，且內(nèi)部溫度和壓力的分布是非均勻的，在注漿開(kāi)始至10min，模型內(nèi)部壓力達(dá)到峰值為5.7MPa，最高反應(yīng)溫度達(dá)到83.2℃。在注漿模型試驗(yàn)完成后養(yǎng)護(hù)72h，對(duì)其內(nèi)部加固體進(jìn)行取芯，并對(duì)取芯試件進(jìn)行單軸抗壓、三軸壓縮、單軸蠕變?cè)囼?yàn)測(cè)出注漿加固體的力學(xué)性能以此來(lái)判定注漿加固效果，試驗(yàn)結(jié)果顯示:加固體單軸最大抗壓強(qiáng)度達(dá)到31.48

4、MPa，最小值為15.43MPa;在5MPa圍壓下進(jìn)行常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)，測(cè)得最大破壞荷載36.9MPa，殘余強(qiáng)度值為25MPa。本文還通過(guò)在傳統(tǒng)的Burgers模型上串聯(lián)一個(gè)彈塑性損傷元件建立Burgers三維損傷蠕變模型，并根據(jù)損傷蠕變模型對(duì)注漿加固體單軸蠕變?cè)囼?yàn)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，擬合效果良好，尤其對(duì)于加速蠕變階段。
　　經(jīng)過(guò)本文的試驗(yàn)驗(yàn)證和理論分析，可以認(rèn)為新型水玻璃/聚氨酯注漿材料性能良好，本文所做出的研究方法和得出的結(jié)論能夠?yàn)?/p>