herschel–bulkley浆液在裂隙中的扩散规律研究

基于柱坐标系下的流体连续性方程和动量方程，对herschel–bulkley浆液在光滑倾斜裂隙内做径向扩散流进行了理论推导，讨论了灌浆时间、灌浆压力、流变指数、裂隙开度及倾角对扩散规律的影响。研究结果表明：在注浆压力恒定的灌浆过程中，存在一极限扩散半径，且随着扩散范围的增大，进浆量逐渐降低，灌注难度逐渐增大；提高注浆压力以及降低浆液的流变指数有利于扩大浆液的扩散范围，且裂隙倾角越大，顺坡向与逆坡向的扩散半径差值也越大，特别是对于流变指数n小于1的剪切稀释浆液其差值尤为明显。该结果由于综合了牛顿、宾汉塑性和幂律型流变模式流体的扩散规律，从而为更好地认识各类非牛顿流体在岩体裂隙、界面、裂缝中的流动规律提供了理论参考。