【摘 要】
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水泥基膏浆由于价格低廉、来源广泛、强度高在灌浆工程领域得到广泛的应用,然而,由于传统水泥浆材可灌性和韧性较差,已不能满足日益提高的工程要求。化学浆材克服了传统水泥
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水泥基膏浆由于价格低廉、来源广泛、强度高在灌浆工程领域得到广泛的应用,然而,由于传统水泥浆材可灌性和韧性较差,已不能满足日益提高的工程要求。化学浆材克服了传统水泥基膏浆的缺陷,具有良好的灌入能力且硬化后韧性较高,但由于其价格昂贵和抗压强度不足应用受到限制。考虑到上述背景,针对不同的地层条件,本文研发了两种新型水泥基抗冲膏浆,分别命名为“KC-1”和“KC-2”:(1)根据单掺试验分析结果,筛选出两组添加剂并拟定了它们的复配剂量调试范围以便进一步开展研究。(2)基于田口正交试验设计利用灰色关联分析法结合均值主效应图确定了综合考虑屈服应力和塑性粘度两方面效益的最优添加剂配比。通过多因素方差分析识别出对流变性能无显著影响的添加剂类别,从而在不影响流变性能优化成果的前提下,根据实际应用对浆材其他方面的性能调整改进。对数理统计学知识的合理运用大大提高了新型膏浆的开发效率,实现了KC-1型膏浆的快速凝结,高抗压强度以及优越的抗冲能力;对于KC-2型膏浆,则赋予其良好的流动性,较强的抗冲能力和可观的凝结速度。(3)通过抗冲模型试验测试新型浆材的抗冲性能并分析抗冲性能与流变性能的关联程度;依靠Flow 3D仿真计算验证浆液在动水条件下的扩散机制,发现数值模拟与室内试验结果有较好的一致性,说明该灌浆模拟对相应的工程实践有一定的借鉴和参考价值。
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