[发明专利]岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法

权利要求书

1.岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用岩土体试验得到多孔介质的孔隙率φ及其相应的渗透系数K，并测量获得注浆点处地下水压力p₀，确定多孔介质迂曲度ξ；

利用流变试验获得设计水灰比的幂律水泥浆液的初始稠度系数c₀、流变指数n与时变性系数k，并确定水的黏度μ_w；

获取注浆参数，所述注浆参数包括注浆压力p₁、注浆时间t、注浆管侧面注浆孔数目m和注浆孔半径r；

利用式(1)求得考虑多孔介质迂曲度与幂律水泥浆液时变性耦合效应的柱-半球形渗透注浆扩散半径R，其表达式为：

其中，ρ_w表示水的密度；g为重力加速度；e表示自然对数的底；

所述多孔介质迂曲度ξ的表达式为：

其中，L_e表示浆液在多孔介质中的实际流动路径长度；L为浆液在多孔介质中实际流动路径对应的直线长度；

所述多孔介质的孔隙率φ的表达式为：

其中，为4℃时纯蒸馏水密度；ρ表示多孔介质密度；ω表示多孔介质质量含水量；G_S表示多孔介质密度层比重。

2.根据权利要求1所述的岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法，其特征在于，所述多孔介质密度ρ采用灌水法、灌砂法或环刀法其中之一测量方式获得。

3.根据权利要求1所述的岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法，其特征在于，所述多孔介质密度质量含水量ω采用烘干法测量获得。

4.根据权利要求1所述的岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法，其特征在于，所述多孔介质密度层比重G_S采用比重瓶法与虹吸筒法结合测量获得。

5.根据权利要求1所述的岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法，其特征在于，所述渗透系数K采用现场注水试验方法获得。

6.根据权利要求1所述的岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法，其特征在于，利用流变试验获得设计水灰比的幂律水泥浆液的初始稠度系数c₀、流变指数n与时变性系数k，包括以下步骤：

采用旋转或毛细管黏度计开展设计的水灰比幂律水泥浆液在不同时间的流变试验；

建立剪切速度-剪切应力坐标系，并得到流变试验对应的流变曲线；

根据幂律流体流变方程得到流变曲线对应的流变方程，以此获得相应的稠度系数c和流变指数n；

分别分析稠度系数c、流变指数n与时间之间的变化关系，即可得设计水灰比的幂律水泥浆液初始稠度系数c₀、流变指数n与时变性系数k。