砂层渗透注浆加固效果模型试验研究

李志鹏^1,2,3，张连震¹，张庆松²，刘人太²，杨文东¹，楚云添¹

1. 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院2. 山东大学岩土与结构工程研究中心3. 山东交通学院交通土建工程学院

摘 要：渗透注浆是煤矿井筒穿越砂层段防渗加固的重要手段之一,为研究砂层渗透注浆加固效果,研发了一套砂层渗透注浆模型试验装置,该装置具备多个试样同时注浆、不拆模测试注浆试样渗透系数等功能;以抗压强度、变形模量、渗透系数作为评价砂层渗透注浆加固效果的性能指标,选取砂层粒径级配、黏性土含量、浆液水灰比、注浆压力4个因素作为渗透注浆效果的影响因素,开展了砂层渗透注浆加固效果正交试验,获得了影响砂层渗透注浆效果的主控因素以及不同条件下砂层注浆加固体的变形破坏特征。研究结果表明:砂层经渗透注浆加固后,3 d抗压强度可达到0. 5～8. 5 MPa,3 d变形模量可达到35～750 MPa,1 d渗透系数可达到10-6～10^-7cm/s数量级;浆液水灰比是控制砂层注浆加固效果的主控因素,随着浆液水灰比的增加,砂层注浆加固体抗压强度、变形模量及抗渗性能均显著降低;砂层注浆加固体破坏模式受浆液水灰比影响显著,低水灰比（W/C=0. 8左右）对应整体破坏模式,高水灰比时（W/C=1. 6左右）水泥浆液析水效应对加固体破坏过程产生影响,使其呈现出局部破坏模式,在砂层渗透注浆加固工程中应尽可能选用低水灰比的水泥浆液。

关键词：岩土工程;砂层;渗透注浆;模型试验;注浆加固效果;