膨胀性凝灰岩模拟注浆效果研究

【摘要】：本文以澜沧铅矿凝灰岩巷道为依托,提出采用环氧树脂浆液注浆的方式封堵凝灰岩的节理裂隙。注浆在阻止水分进入的同时也将岩石软弱面粘接起来,这样既从根源上阻止了凝灰岩崩解软化,又提高了岩石的完整性。首先,介绍了澜沧铅矿的自然地理、工程地质背景,着重分析了矿区各凝灰岩巷道的地质特征及稳定性。通过前期试验,测定了凝灰岩的块体密度、干视密度、含水率、原岩点荷载强度等基本物理力学性能。其次,以凝灰岩为研究对象,对其注浆理论和适宜的注浆材料进行了分析。着重阐述了环氧树脂注浆材料的组分及各组分性能和试验用试剂主要技术参数,阐述了自制模拟注浆设备的设计思路、设计原理、技术指标等。再次,通过室内模拟注浆试验,得出以下几个结论：环氧树脂体系中固化剂合理的掺量能提高凝灰岩的抗压强度；当改性酚醛胺T-31与低分子650聚酰胺固化剂按2：1掺入时,总质量应控制在33%-38%(重量比)比较合适；促进剂能明显缩短浆液胶凝时间,但活性较高的环氧树脂配方中一般不需要或者不能过多添加；稀释剂的合理用量为每100g环氧树脂使用单环氧型活性稀释剂80g左右；注浆后凝灰岩试块耐崩解性明显增强；XRD和SEM分析结果显示环氧树脂浆液注浆效果明显。最后,利用有限元软件模拟注浆前后凝灰岩巷道的应力分布、变形、塑性区、强度系数等指标。模拟结果发现：锚注支护能显著减小巷道开挖后围岩的应力集中现象。使围岩应力分布趋于均匀；锚注支护后巷道位移减小。并且由于应力集中现象的减小,来压方向从集中在水平方向变为四周均匀来压；锚注支护后围岩强度系数显著提高,因开挖形成的塑性区绝大部分退出塑性区。
【关键词】：凝灰岩 模拟注浆 环氧树脂 有限元分析
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD353