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团队参赛项目荣获第八届青年岩石力学与岩土工程创新创业大赛二等奖

发布时间:2023-10-24 03:47:39浏览次数:1298次

2023年10月21日晚,第八届“专岩杯”青年岩石力学与岩土工程创新创业大赛(简称“双创”大赛)在北京圆满落下帷幕。团队翁磊副教授组队参赛的项目“聚丙烯酸酯复合水泥基动水注浆材料研发与应用”荣获“双创”大赛二等奖。该参赛项目由翁磊副教授、吴志军教授、储昭飞副研究员、吴龙骥、殷修梁、薛韵琦和张皓量等共同完成,历时3个多月,经过初赛、微信投票、现场观众投票和决赛等4个环节最终决出名次。该大赛颁奖仪式在CHINA ROCK 2023第20次中国岩石力学与工程学术年会闭幕式上隆重举行,翁磊副教授代表浆液新材料研发小组上台领奖。

团队的参赛项目以岩溶地区隧道建设突涌水灾害治理为背景,研发了一种聚丙烯酸酯复合水泥基动水注浆新材料,通过开展一系列室内试验、理论分析和数值模拟研究,揭示了该材料具有抗动水分散性和高早强性的宏、微观机理,提出了与动水环境相适应的复合浆液配比选取方法,开发了可精确刻画复合浆液流动-凝固-封堵全过程的FDEM数值模拟方法,实现了复杂裂隙网络岩体注浆封堵加固过程的精准预测。现场应用表明,该材料具有制备工艺简单、环保无毒、成本低廉等特点,同时表现出优异的抗动水分散性和高早强性,能够兼顾快速堵水和长期加固需求,在隧道突涌水治理方面具有很好的应用前景。

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相比现有的动水注浆材料,研发的新材料具有以下3个技术特点:

(1)大道至简。即用最简单的方法或工艺实现预定的技术参数指标。该材料在常温下将聚丙烯酸酯乳液+水泥浆液+少量添加剂进行混合,制备工艺简单,现场操作简便。同时,原料来源广泛,环保无毒。

(2)性能优异。开展了216组不同配比浆液抗动水冲刷试验,综合考虑浆液留存率及最大凝结距离,提出了与动水环境相适应的复合浆液配比选取方法,基于大量物理力学试验揭示了复合浆液早强高强性能的力学机制。

(3)机制明晰。构建了流变性能(粘度、屈服应力)随水化进程的时变本构模型,揭示了水化过程中复合浆液微结构(水泥颗粒、水化产物、高聚物凝絮)演变对流变特性的微观作用机理,溯源了复合浆液速凝早强及抗动水分散性的微观本征机制。

项目研发过程中获得国家自然科学基金项目(4项)、湖北省杰青项目(1项)、湖北省“楚天学者计划”项目等资助,相关研发成果申请/授权国家发明专利4项,发表高水平论文15篇(其中SCI论文10篇)。

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