Wu Longji; Wu Zhijun*; Weng Lei; Liu yang; Chu Zhaofei; Xu Xiangyu (2024) Investigation on basic properties and microscopic mechanisms of polyacrylate latex modified cement grouting material for water blocking and reinforcement, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 183. 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1365160924002880

研究动水冲刷后留存浆液形成的结石体的孔径特征及力学性能，对于理解注浆材料在动水环境中的渗透性和承载能力具有重要意义。本文探讨了聚丙烯酸酯乳液改性水泥注浆材料（PLMC）在不同条件下形成的结石体的孔径分布、孔隙率、单轴抗压强度（UCS）和弹性模量（E），并将纯水泥注浆材料（PC）作为对照组进行比较。首先，对不同水灰比（w/c，0.6-0.8）和聚灰比（p/c，0-0.2）的注浆材料进行了动水冲刷试验（流速为0-1 m/s），制备了留存浆液形成的结石体。然后，通过核磁共振设备对结石体的孔径特征进行表征。最后，开展单轴压缩试验，探讨孔径特征与宏观力学响应之间的关系。结果表明，与未冲刷状态相比，留存浆液形成的结石体出现了中孔和大孔，同时微孔数量显著增加。当流速达到1 m/s时，水灰比为0.8的PLMC的孔隙率增加了2.95%，其UCS和E分别降低了14.6%和37.4%。对于PC，变化更为显著，孔隙率增加了7.01%，UCS和E分别降低了32.9%和41.5%（图1、2和3）。随着水灰比的增加，留存浆液形成的结石体在孔隙结构和力学性能上表现出明显劣化，提高聚灰比则能有效缓解这一劣化现象。留存浆液结石体中的微孔数量的显著增加，是导致其力学性能衰减的主要原因。本研究为动水条件下的注浆加固和防渗提供了一定的指导。

图1. 不同流速冲刷后留存浆液形成的结石体的孔径分布和内表面形态: (a) PLMC; (b) PC

图2. 流速对孔隙率的影响: (a) PLMC和PC 中不同类型孔隙的孔隙率; (b) PLMC中孔隙率变化与流速的关系; (c) PC中孔隙率变化与流速的关系

图3. 流速对力学性能的影响: (a) 单轴抗压强度; (b)单轴抗压强度变化与流速的关系; (c) 弹性模量; (d) 弹性模量变化与流速的关系