国家自然科学基金(41272385)
- 作品数：36 被引量：553H指数：14
- 相关作者：张庆松李术才刘人太张连震张霄更多>>
- 相关机构：山东大学山东科技大学山东城市建设职业学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程矿业工程电子电信更多>>
- 基于岩体极限平衡理论的煤层底板突水危险性预测被引量：9
- 2013年
- 基于岩体极限平衡理论,研究了完整近水平煤层底板突水力学机制。综合考虑底板隔水层厚度、工作面斜长及隔水层岩性组合特征,推导出了底板突水极限水压值计算公式。以保德煤矿为例,将突水极限水压值法运用到保德煤矿13#煤底板突水危险性预测中。通过与传统突水系数法对比分析,阐明了突水极限水压值法的优越性:突水极限水压值法改进了传统突水系数法,可更有效地进行工作面斜长较大时的底板突水危险性预测。
- 张伟杰李术才魏久传张庆松
- 关键词：突水预测
- 基于“浆–土”界面应力耦合效应的劈裂注浆理论研究被引量：35
- 2016年
- 浆液与土体的界面应力耦合效应对土体劈裂注浆过程具有重要影响,劈裂通道宽度由注浆孔向浆液扩散锋面处衰减。基于此,将劈裂注浆扩散过程简化为平面辐射圆,推导了劈裂通道内牛顿流体浆液的扩散运动方程,引入了半无限空间体均匀受力模型并获得劈裂通道宽度控制方程,最终得到劈裂通道宽度及浆液压力的空间分布方程。分析了劈裂通道宽度与注浆压力的空间衰减规律及浆液黏度、土体弹性模量对注浆扩散过程的影响。研究结果表明:注浆压力与劈裂通道宽度的空间衰减趋势具有一致性且均呈现出明显的非线性特征,在注浆孔附近及靠近浆液扩散锋面区域衰减较快;浆液扩散半径与浆液黏度、土体弹性模量负相关。最后通过工程实例对浆脉厚度理论计算值进行了验证,浆脉厚度计算值比现场揭露浆脉厚度实测值大30%左右,计算误差处于可接受范围内,验证了理论的合理性。
- 张庆松张连震刘人太俞文生郑卓王洪波朱光轩
- 关键词：劈裂注浆应力耦合
- 隧道深部围岩薄弱区定域控制注浆技术及应用被引量：10
- 2016年
- 为解决围岩深部注浆薄弱区加固效果差和存在较大注浆操作风险的难题,提出了定域控制注浆技术。通过对定域注浆器的安全性试验,取得了定域注浆器的抗破坏和止浆后的密闭抗压性可靠数据;通过对薄弱区的安全注浆终压选择试验,获得了满足薄弱区注浆加固质量要求的最大安全注浆终压参数;通过注浆材料及其混合浆液的初凝时间试验,获得了适合定域控制注浆要求的浆液配合比及其安全注浆初凝时间。试验结果表明：膨胀止浆塞的安全充填压力为1.5 MPa,止浆后能抵抗12 MPa的注浆压力;无压状态下溢流孔全部均匀出浆时其总过浆面积应为注浆管内径面积的1.0~1.2倍;薄弱区的安全注浆终压应选在其初期加固后的现实强度和再次劈裂压强之间,为2.5~3.0 MPa;基浆试验密度下配比范围为1∶1~2∶1,初凝时间为150~300 s是安全有效的。定域控制注浆技术在对深部围岩薄弱区的注浆加固中能达到安全隔压、控制浆液进行定域注浆的目的,能较好地解决相关技术难题。
- 潘光明郑东柱
- 关键词：隧道围岩
- 不良地质动水封堵加固材料试验及工艺研究被引量：9
- 2017年
- 针对传统动水注浆材料受水含量影响大、后期体积倒缩、抗动水分散能力差、成本高等缺点,基于动水注浆治理工程需求,提出一种以粉煤灰为主的地聚合物和以水玻璃为主的添加剂双组份动水注浆材料(FS),并对浆液的性能进行了研究。通过试验测定不同水含量、添加剂掺量条件下材料的初终凝时间、1 h后结石率、抗压强度和可泵性等参数;获得新型动水注浆材料(FS)具有速凝、早强、微胀、结石率高、强度受水含量影响较小、抗动水冲刷能力强的特点;并配套地提出了利用该材料进行动水注浆治理的分层次系列式联合钻孔注浆封堵加固技术,阐述该技术的原理和方法。新型注浆材料(FS)和注浆技术在南京地铁五塘广场车站的成功应用,验证了该材料和技术的科学性,同时大大减少了治理成本,希望对动水注浆材料和技术革新有借鉴意义。
- 王洪波张庆松刘人太李术才张乐文姜鹏
- 关键词：不良地质性能参数
- 矿井巷道掘进过程中含水构造附近岩体温度场的模型试验研究被引量：3
- 2014年
- 分析含水构造附近渗流作用影响下的热扩散理论,采用典型的流-固耦合相似材料配比和相似模拟试验架,完善光栅温度、渗透压力监测系统。对含水构造附近的巷道掘进进行试验模拟,对掘进过程中围岩变形和渗流边界条件改变引起的渗流场、温度场的变化规律进行分析。研究结果表明:含水构造附近的岩体具有明显的低温异常特征;掘进过程中,水体附近渗透压力显著降低,岩体的热对流作用随巷道开挖逐步加强,岩体温度逐步降低,但水体的温度影响范围变化较小;通过Peclet数的对比分析,为探测矿井突水提供了一种新途径;对巷道掘进中的岩体温度场进行数据拟合,得出温度法预报的经验公式,为岩体温度法探水提供了可靠的试验依据。
- 高阳张庆松李术才蒋宇静
- 关键词：巷道模型试验
- 基于裂隙动水注浆的水泥–水玻璃浆液相界面特征研究被引量：18
- 2013年
- 在地下工程注浆治理中,不同类型的浆液与水具有不同的相界面特征,浆–水相界面特征对揭示注浆堵水机制及建立浆–水混合区数值模型具有重要意义。通过分析不同浆液的浆–水相界面形态,得到注浆材料相界面表征方法和适用类型;通过注浆模拟试验,开展水泥水玻璃浆–水相界面测定试验,得到动水条件下水泥水玻璃浆–水相界面特征;对试验数据进行回归分析,将相函数拆分为高度函数和宽度函数对相界面几何特征进行描述,并分析浆–水相界面特征的影响因素。研究成果对注浆堵水机制的发展和浆–水界面数值模型的建立具有一定的参考价值。
- 李术才孙子正刘人太张庆松韩伟伟张伟杰王德明
- 关键词：动水注浆相界面
- 土体劈裂注浆加固主控因素模拟试验被引量：12
- 2018年
- 为了分析注浆挤密及浆脉骨架对注浆加固效果的影响,确定注浆加固主控因素,提出注浆挤密系数及浆脉骨架系数和其计算方法,设计土体劈裂注浆加固三维模拟试验系统,开展土体注浆加固模拟试验.采用凝固时间显著不同的水泥浆液及水泥-水玻璃浆液分别对土体进行注浆加固,形成不同空间分布状态的浆脉骨架;通过测定注浆压力、土压力、土体密度及浆脉空间分布特征确定注浆挤密系数及浆脉骨架系数;监测隧道收敛变形以评价注浆加固效果,定性分析注浆挤密及浆脉骨架作用对注浆加固效果的影响.研究结果表明,水泥-水玻璃浆液注浆挤密程度大于水泥浆液,水泥-水玻璃浆液骨架作用小于水泥浆液;注浆挤密作用对于注浆加固效果的影响程度大于浆脉骨架作用,注浆挤密作用是影响土体劈裂注浆加固效果的主控因素.
- 朱明听张庆松李术才李卫随海通杨红鲁
- 关键词：土体加固水泥浆液主控因素
- 高孔隙率砂岩涌水渗流场特征与注浆治理被引量：7
- 2014年
- 将孔隙率引入到多孔介质达西渗流理论中的连续性方程及动量守恒方程,建立均质高孔隙率砂岩非稳定达西渗流数学模型,同时结合实际工程中的水文地质条件,采用数值模拟的方法研究了不同注浆压力下渗流场演化规律及涌水区域水流速度变化。计算结果表明:随着注浆压力的提高,浆液不断驱替砂岩中的孔隙水,有效封堵过水通道;不同注浆压力下巷道涌水区域水流速度变化显著:注浆过程中水流速度降低接近于零,注浆结束后水流速度上升最终达到稳定状态。针对地下工程中高孔隙率砂岩的涌水治理提出了"深部封堵水源、浅层注浆加固"治理原则,通过现场试验,取得了良好治理效果。
- 惠冰张庆松张立李海燕李志鹏朱明听翁贤杰
- 关键词：注浆压力
- 断层破碎带隧道突水突泥模型试验系统研制与应用被引量：27
- 2017年
- 为研究吉莲高速永莲隧道扰动作用下突水突泥灾变演化过程及破坏特征,以F2断层破碎带为研究对象,研制大型三维地质模型试验系统,该系统由模型架、地应力加载系统、水压加载系统以及信息监测系统组成,通过材料配比试验及物理力学性能参数测试,研制出适用于流–固耦合模型试验的新型断层围岩及正常围岩相似材料。采用该系统进行模型试验,揭示正常围岩开挖过程中及揭露断层后的隧道围岩渗流压力、应力应变、位移以及涌出物等特征参数的变化规律,模型试验结果与实际工程灾变特征具有较好一致性。试验结果表明该系统稳定可靠,可广泛应用于其它地下工程的模型试验研究,其研究方法及结果对类似工程研究具有一定的指导和借鉴意义。
- 张庆松王德明李术才张霄谭英华王凯
- 关键词：断层破碎带突水突泥相似材料模型试验
- 岩溶泉域煤矿奥灰顶部相对隔水性及水文地质特征研究被引量：24
- 2014年
- 奥灰岩溶水水害是华北型煤田深部开采的关键制约因素,复杂的水文地质环境是灾害频发的主因。运用钻探、水文地质试验及地球物理探测手段对保德井田奥陶系顶部岩性、岩溶裂隙发育特征及相对富水性进行综合研究,论证研究区奥灰顶部相对隔水性。实施单孔抽水试验及群孔抽水试验,查明奥灰含水层渗流场特征;通过岩溶水水化学分析,探讨奥灰含水层水化学场特征及其演化规律:沿径流路径,岩溶水水质类型总体呈HCO3→HCO3·Cl→Cl的演化顺序。依据奥灰含水层水化学特征划分岩溶水径流分区,表明井田奥灰含水层处于弱径流–滞流区。基于井田奥灰含水层水文地质特征,提出奥灰顶部注浆改造的"深度合理,施工便利;物探先行,靶区圈定;优先布网,监控紧跟;上游布孔,引导注浆;成效保障,环保并重"的总体原则,对深部开采奥灰岩溶水水害防控及顶部注浆改造实施具有一定的指导意义。
- 张伟杰李术才魏久传张庆松张霄车宗原王刚
- 关键词：采矿工程
