Dynamic grouting in rock mass has been studied since 1985 while desired penetration in rock masses with fine fractures is still a challenge because of uncertainty and complexity in the grouting process. This has attracted the attention of researchers in different countries and regions, especially in some Nordic countries such as Sweden. This study presents a comprehensive review of grouting relevant research, including factors that influence penetration, different evaluation systems (equipment, and methods), and a variety of grouting techniques. Filtration as the main obstacle is a tendency that particles of suspensions would gradually separate from the flow and block the flow path. Hence, the effects of various factors on filtration are discussed in detail based on previous research and experiments. Factors such as temperature, grain size, and w/c ratio were found to have a dominant influence on filtration stability and rheology. This means rheology and filtration are highly coupled and brings more difficulties in penetration investigation with dynamic grouting. Therefore, the influence of each factor on rheology and filtration was discussed to help with the understanding of the mechanism in different grouting techniques. Then a review of dynamic grouting methods from 1985 is made in chronological order to find the limitations on existing equipment and evaluation methods. Even it is difficult to conclude the most efficient grouting method in micro-fractures without the quantitative comparison of efficiency, this review paves the way to a more systematic exploration of novel grouting equipment and techniques. Meanwhile, a contradiction regarding the influence of high-frequency oscillatory pressure on viscosity was revealed. Rather than rapid dissipation of pressure in the slots, the thermal effect caused by high-frequency oscillatory grouting is introduced to explain its adverse impact on penetration in fractures (250 and 100μm). The potential reason is the faster hydration of grouts resulted from the increased temperature and the speed of molecular motion. In the end, by evaluating the benefits from different combinations of grouting methods. It was found that the ultrasound dispersing method along with low-frequency rectangular pressure impulse would contribute to the rheology and filtration stability in the mixing and grouting phase respectively. With the application of CDF simulation, this proposal and the assumption of the thermal effect of high-frequency oscillatory pressure can be better verified in future research. / Dynamisk injektering i bergmassa har studerats sedan 1985. Önskad tätning av bergmassor med fina sprickor är dock fortfarande en utmaning på grund av osäkerhet och komplexitet i injekteringsprocessen. Detta har uppmärksammats av forskare i olika länder och regioner, särskilt i nordiska länder såsom Sverige. Denna studie presenterar en omfattande granskning av relevant forskning, inklusive faktorer som påverkar penetration, olika utvärderingssystem (utrustning och metoder) och en mängd olika injekteringstekniker. Filtrering som ett huvudsakligt hinder är en tendens att partiklar av cementsuspensioner gradvis separerar och blockerar flödesbanan, främst i små sprickor. Därför diskuteras effekterna av olika faktorer på filtrering i detalj baserat på tidigare forskning och experiment. Faktorer som temperatur, kornstorlek och vattencementtal har en dominerande påverkan på filtreringsstabilitet och reologi. Detta innebär att reologi och filtrering är starkt kopplade och medför fler svårigheter vid injektering. Därför diskuteras varje faktors påverkan på reologi och filtrering för att hjälpa till att förstå mekanismen i olika injekteringstekniker. Därefter görs en översyn av dynamiska injekteringsmetoder från 1985 i kronologisk ordning för att hitta begränsningarna för befintlig utrustning och utvärderingsmetoder. Även om det är svårt att avgöra den mest effektiva injekteringsmetoden vid mikrofrakturer, utan den kvantitativa jämförelsen av effektivitet, banar denna översyn vägen för en mer systematisk studie av ny injekteringsutrustning och teknik. Samtidigt påvisades en motsättning angående påverkan av högfrekvent oscillerande tryck på viskositeten. I stället för en snabb tryckförlust i sprickor introduceras den termiska effekten som orsakas av högfrekvent oscillerande injektering för att förklara dess negativa inverkan på penetration i tunna sprickor (250 och 100μm). Den potentiella orsaken är den snabbare hydratiseringen av injekteringsmedel som beror på den ökade temperaturen och hastigheten på molekylär rörelse. Genom att i slutändan utvärdera fördelarna med olika kombinationer av injekteringsmetoder. Det har visat sig att metoden med ultraljud för att dispergera injekteringsbruket tillsammans med lågfrekvent rektangulär tryckimpuls påverkar reologin och filtreringsstabiliteten i blandnings- och injekteringsfasen. Med tillämpningen av CDF-simulering kan antagandet om den termiska effekten av högfrekvent oscillerande tryck verifieras bättre i framtida forskning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-302699 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Meng, Bowen |
| Publisher | KTH, Jord- och bergmekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 21585 |
Page generated in 0.0024 seconds