第一章绪论
山东大学岩土中心地下工程水灾害防治课题组多年致力于地下工程地质灾害注浆预防治理研宄，笔者针对复杂地质条件地下工程灾害防控问题，开展了水泥装液在饱和多孔介质中渗滤效应及粘度时变装液注装机理方面的研究，参与了多项国家级及省部级课题中注衆机理方面的研究工作，主要包括国家自然科学基金重点项目“高压大流量岩溶裂隙水超前预报与治理研究”，湖北省交通厅课题“高风险岩溶隧道灾害控制关键技术研宄”。企业委托项目“重庆中梁山隧道轻轨一号线破碎带治理关键技术”、“龙固煤矿辅二大巷注衆堵水勘查设计信息化施工关键技术研究”、“堵水帷幕漏水探测技术及高压动水注楽关键技术研究”。在横向课题方面，笔者有幸参加了内蒙古长城煤矿砂岩涌水治理及沪蓉西多条隧道、龙固煤矿、张马铁矿和重庆中梁山隧道突涌水治理工程项目并负责现场实践工作。在理论研宄及现场实践过程中，深切认识到研究注衆理论、深化理论适用性的重要性和紧迫性。
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第二章水泥楽液颗粒的渗滤机理研究
2.1水泥楽液的多孔介质可注性研究
颗粒悬独液裝液在多孔介质的渗透过程中，浆液颗粒大于等于多孔介质孔隙直径时，装液是不可注入的；浆液颗粒小于并接近多孔介质孔隙直径时，多孔介质颗粒骨架会起到过滤网的作用，导致浆液颗粒在多孔介质内部游积滞留，即渗滤效应，衆液是不可注入的接近，此时根据渗滤效应的显著程度，装液对应于号可注性判定准则中的不可充分注入和较充分注入两个阶段；浆液颗粒远小于多孔介质孔隙直径时，浆液属于易注入阶段，现有的注浆理论和研究基本上为这种渗透情况，忽略了渗滤效应的影响。考虑渗滤效应的注衆研究较少，因此开展这方面的研宄是十分有价值且十分有必要的。
2.2考虑渗職应的浆液渗透扩散研究渗滤扩散试验及其分析
注装加固和防渗效果与注叛结束后多孔介质内存余浆液颗粒多少存在直接关系，存余浆液颗粒越多注浆效果越好，反之越差。传统注衆理论多研究注柴过程中注浆参数之间的关系，建立渗透系数、注浆压力和水灰比等参数对于注衆体强度、扩散半径和注浆量等因变量的函数关系，一般认为注浆扩散范围内的加固防渗效果是无差别的。注柴效果仅与充填受注介质孔隙率和和孔隙中的衆液浓度有关，当渗滤效应不明显时上述理论是合理的。当考虑渗滤效应时，注浆效果决定因素必须增加一项，多孔介质渗滤滞留浆液颗粒的影响。考虑多孔介质渗滤效应对注浆效果的影响，受注介质注楽加固强度和注衆后渗透系数在注浆扩散方向上存在显著差别，扩散距离越远，加固强度越低，渗透系数越大，见图2-9. 综合上述分析，悬独液架液注衆过程中，在一些特定条件下渗滤效应是不可忽略的，在不同浆液适用范围分界线附近，装液可注性不是绝对的，是一个渐变的过程。可注性指标未考虑注楽扩散半径和注浆效果等因素的影响，因此在注衆工程设计中，必须考虑固定受注介质特定装液的有效可行性，确定合理的加固有效可注半径或渗透有效可注半径，进而根据注浆目的明确有效可注范围，在保证注装治理效果的前提下，最终实现优化注衆工程设计和降低工程施工成本的目的。
第三章水泥浆粒的多孔介质表层渗滤研究...........29
3.1水泥浆液多孔介质表层渗滤试验.....29
3.2基于渗透试验的表层渗滤研究......33
第四章水泥浆液颗粒的多孔介质深层渗滤研究........47
4.1水泥浆液多孔介质表层渗滤试验......47
4.2基于试验数据的深层渗滤研究..........53
第五聿水泥浆液够孔介质纖试验........77
5.1模型试验设计.............77
5.2试验过程分析....81
第六章水泥类装液的工程应用及其分析
6.1工程概况
破碎带涌水注浆涉及动水封堵、注浆加固和深部涌水封堵等情况，条件较为复杂，因此合理的注裝材料和相应的注聚工艺的选择成为至关重要的因素，本章结合中梁山隧道岩溶角烁岩破碎带涌水注浆治理工程，对注楽工程中涉及的普通水泥装液、水泥水玻璃叛液、高聚物改性水泥基速凝浆液和化学楽液等几种衆液基本能展开研宄，，从而为注菜工程中材料的优选提供科学依据，降低注浆施工的盲目性本章对不同注浆材料的力学性能、粘度性能、施工可控性、涌水封堵性能和围岩稳定性影响五个方面进行评价分析，综合评价了对注浆材料的适用性，对类似工程具有一定的借鉴意义。
6.2破碎带综合治理方案
地下水害治理中涌水后治理，施工难度最大，其中注架材料的性能是注装封堵的关键因素。常用的速凝注浆材料主要为化学浆液和水泥基速凝裝液，注浆工程中常根据现场情况选取最适用的注装材料。化学浆液在特定情况下可取得良好的注浆效果，但一般价格高昂且具有一定的毒性，限制了其应用。水泥基速凝浆液主要包括水泥水玻璃浆液和高聚物改性水泥浆液，材料来源广泛，价格低廉，无毒环保，在注装工程中得到广泛应用，而水泥基速凝装液的研究目前主要集中在材料改性、注衆工艺和注浆效果方面，基础研究相对滞后，速凝裝液注浆施工缺乏科学的指导，注聚压力、扩散半径和注架量等关键参数一般通过工程经验确定。关于水泥基速凝装液粘度时变性的研究鲜有报道。水泥水玻璃浆液和高聚物改性水泥菜液的粘度变化显著，从材料混合到终凝一般为几十秒至几十分钟，因此水泥基速凝浆液注衆理论的建立和数值计算中必须考虑注裝材料的粘度时变特性，注裝材料粘度时变特性研究具有重要意义。本节通过室内试验对水泥水玻璃衆液和高聚物改性水泥浆液的粘度时变性进行测定分析了其粘度时变特性规律，对速凝浆液在动水注衆治理中的理论分析、数值模拟和工程应用具有一定的参考价值。
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第七章结论与展望
本文主要研究内容为水泥类浆液的注聚特性及其工程应用，水泥浆液的注浆研宄较多，因此只针对水泥类浆液研宄较少的两个方面开展了研究，水泥浆液颗粒的表层渗滤现象和介质内部深层渗滤现象。开展了相应的渗透试验，重点研究深层渗滤对注聚过程中的渗流压力和注桨流量的空间分布及其随时间的变化规律，分析了深层渗滤效应对注浆效果的影响。自行研制了三维注裝模型试验架，开展了水泥奖液的砂体注浆渗透试验，通过监测系统对注浆过程中的渗流压力和土压力进行了监测，获得了两个参数随时间的变化情况，注裝结束后通过清除模型填充体获得了浆液在砂层内的注浆扩散情况，对不同位置处的注浆结石体进行取芯并测试了其抗压强度，得到了抗压强度在在水平面上的分布规律。最后通过室内试验，结合相关文献资料，从粘度、抗压强度、扩散性能、施工可控性等几个方面，研究了水泥裝液，水泥基速凝装液和化学装液的注装性能，总结了不同注奖材料的适用性，并结合重庆中梁山隧道涌水治理工程，对注衆工程衆液优选和注架控制进行了分析。
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参考文献（略）