zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Mô hình lưu biến của dung dịch vữa dùng trong công nghệ khoan phụt nút kép

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

25
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Mô hình lưu biến của dung dịch vữa dùng trong công nghệ khoan phụt nút kép bước đầu cung cấp những thông số kỹ thuật cần thiết về một số loại vữa phụt thường được sử dụng trong công nghệ khoan phụt nút kép, tiến tới từng bước xây dựng hướng dẫn kỹ thuật hay tiêu chuẩn cho công nghệ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mô hình lưu biến của dung dịch vữa dùng trong công nghệ khoan phụt nút kép

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 MÔ HÌNH LƯU BIẾN CỦA DUNG DỊCH VỮA DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ KHOAN PHỤT NÚT KÉP Trương Quốc Quân Trường Đại học Thủy lợi, email: quantq@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Trên thực tế, với hàm lượng xi măng Công nghệ khoan phụt nút kép được sử thường được sử dụng từ 150 kg đến 450 kg dụng ngày càng phổ biến để xử lý hiện tượng cho 1 m3 nước, có thể sử dụng thêm bột sét thấm xảy ra trong thân và nền các công trình (bentonite) với hàm lượng thấp (từ 5% đến thủy lợi như đập, đê, hồ chứa… Việc xác 10%) thì có thể coi đây là dung dịch có mật định bộ thông số thi công của công nghệ độ từ trung bình đến cao. Với dạng chất lỏng khoan phụt nút kép (áp lực phụt, lưu lượng này, hai mô hình từ biến có thể áp dụng là phụt…) phụ thuộc vào 2 nhóm yếu tố bao mô hình Bingham [1], [2], [3] hoặc mô hình gồm: đặc trưng của nền đất (cấp phối, độ Herschel-Bulkley (H-B)[4], [5]: thấm…) và đặc trưng của vữa phụt (độ tách Bảng 1. Một số mô hình lưu biến của vữa nước, độ nhớt…). Trong hai nhóm yếu tố trên, nhóm yếu tố thứ 2 liên quan đến đặc Tên Mô hình Giải thích trưng của vữa phụt chưa được chú ý đúng mức, ngay cả trong các tiêu chuẩn về khoan Bingham    o   p& τ: ứng suất cắt phụt xử lý nền đá, nền đất hay khoan phụt cao [1] τo : giới hạn chảy áp như TCVN 8644-2011; TCVN 8645-2019 p: độ nhớt dẻo hay TCVN 9906-2014 thì phần nội dung liên &: tỉ suất cắt quan đến đặc trưng vữa phụt cũng còn tương H-B    o  K (&) n [2] K: chỉ số sức kháng đối sơ sài. Hơn nữa, với công nghệ khoan phụt nút kép, hiện vẫn chưa có tiêu chuẩn nào được n: chỉ số chảy ban hành nhằm hướng dẫn quá trình thiết kế, thi công và nghiệm thu. Nghiên cứu này bước 2.2. Vật liệu thí nghiệm đầu cung cấp những thông số kỹ thuật cần Thực tế công tác phụt vữa theo công nghệ thiết về một số loại vữa phụt thường được sử nút kép tại nước ta cho thấy, hàm lượng xi dụng trong công nghệ khoan phụt nút kép, tiến măng thường được sử dụng từ 150 kg đến tới từng bước xây dựng hướng dẫn kỹ thuật 450 kg cho 1 m3 nước, có thể sử dụng thêm hay tiêu chuẩn cho công nghệ. bột sét (bentonite). Do vậy, trong chương 2. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM trình thí nghiệm này, 4 loại vữa được chuẩn bị với tỉ lệ bột sét là 5% và tỉ lệ xi măng được 2.1. Mô hình lưu biến của vữa phụt thể hiện ở Bảng 2. Với thành phần chính là xi măng và bentonite, dung dịch vữa phụt dùng trong Bảng 2. Hàm lượng chi tiết vữa phụt công nghệ khoan phụt nút kép là chất lỏng Loại vữa A B C D phi Newton có giới hạn chảy τo - là ứng suất cắt tối thiểu cần tác dụng lên dung dịch để nó Tỉ lệ X/N 0.15 0.25 0.35 0.45 bắt đầu chuyển động. 154
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 c) Thiết bị thí nghiệm Bảng 4. Kết quả thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm được sử dụng là nhớt &(1/s) 5.1 10.2 170 340 511 1021 kế FANN 35 loại R1-F1-B1 do Viện Dầu khí quốc gia Mỹ chế tạo. Đây là thiết bị được sử τA (Pa) - - 23.4 31.5 38.1 54.2 dụng rộng rãi do cấu tạo và sử dụng rất đơn τB (Pa) - - 28.3 35.4 43.2 60 giản. Máy có bộ phận chính gồm một vòng τC (Pa) - - 31.3 39.4 47.6 67.2 kim loại-Rotor bao quanh một khối trụ đặc- Bob với khoảng hở δ, cả hai bộ phận này τD (Pa) - - 34.7 45.1 55.2 77.3 được đặt trong cốc đựng vữa. Khi cho Rotor Thí nghiệm cho thấy ứng với 2 mức áp quay, độ nhớt của vữa tại khoảng hở δ sẽ kéo dụng tỉ suất cắt & đầu tiên của thiết bị Bob quay theo, chuyển vị của Bob thể hiện ở đồng hồ hiển thị sẽ cho phép tính ra ứng suất FANN, khối trụ đặc-Bob không di chuyển, cắt tác động lên vữa. chứng tỏ ứng suất cắt tác dụng nhỏ hơn giới hạn chảy của vữa, Bob chỉ chuyển động khi Bảng 3. Thông số kỹ thuật nhớt kế FANN chuyển sang nấc số 3 của máy. Đây chính là Vận tốc cơ sở để xác định và kiểm tra các giới hạn quay 3 6 100 200 300 600 chảy của 4 loại vữa đã được chuẩn bị. (v/phút) 3.1. Mô hình chất lỏng Bingham Tỉ suất Trong trường hợp với chất lỏng Bingham, 5.1 10.2 170 340 511 1021 cắt (1/s) thiết bị FANN 35 cho phép tính trực tiếp giới hạn chảy τo và độ nhớt dẻo ηp thông qua chỉ số đọc trên đồng hồ đo [ηp (cP) = θ600 – θ300; τo (Pa) = 0.48(θ300 ηp) với θ600, θ300 lần lượt là chỉ số đọc tại vận tốc quay 600 và 300 v/ph] . Kết quả cụ thể như sau: Bảng 5. Thông số của mô hình Bingham τo (Pa) ηp (10-3 Pa.s) Vữa A 23 30 Vữa B 26.1 33 Vữa C 28.1 37 Vữa D 32.2 45 80 Vữa A Vữa B Hình 1. Nhớt kế FANN 35 Vữa C Vữa D cắt (Pa) Bingham vữa A Bingham vữa B (Pa) 60 Bingham vữa C Nhớt kế FANN 35 cho phép thí nghiệm ở Bingham vữa D cắt 6 vận tốc Rotor khác nhau tương ứng với 6 tỉ Ứng suất Ứng suất suất cắt &khác nhau như bảng 2. 40 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 20 0 200 400 600 800 1000 1200 Tỉ suất cắt (1/s) Tiến hành thí nghiệm với 4 loại vữa phụt Tỉ suất cắt (1/s) có hàm lượng xi măng khác nhau như trong Hình 2. Tương quan giữa mô hình Bingham bảng 2 trên nhớt kế FANN 35, từ kết quả ghi và kết quả thí nghiệm nhận được trên đồng hồ đo, ta tính được ứng Tương quan giữa kết quả thực tế thu được suất cắt tác dụng lên mẫu vữa thí nghiệm. Kết và mô hình chất lỏng Bingham tương ứng với quả được thể hiện chi tiết trong Bảng 4: nhớt kế FANN 35 được thể hiện như Hình 2. 155
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 Ta thấy giới hạn chảy của 4 loại vữa A, B, C, đặc biệt ở vùng có tỉ suất cắt lớn hơn 200 D lần lượt là 23, 26.1, 28.1 và 32.2 phù hợp (1/s) - tương ứng với vận tốc quay lớn hơn với kết quả thực tế thu được. 100 vòng/phút. Mặt khác, vữa C cũng cho Từ Hình 2 ta thấy mô hình chất lỏng kết quả thí nghiệm phù hợp với mô hình Bingham mô phỏng tương đối tốt kết quả thí chất lỏng H-B nhất trong số 4 loại vữa đã nghiệm, đặc biệt ở vùng có tỉ suất cắt lớn hơn chuẩn bị. 200 (1/s) - tương ứng với vận tốc quay lớn hơn 100 vòng/phút. Đây là thông số phù hợp 4. KẾT LUẬN với tốc độ quay của thùng trộn ngoài thực tế Khi so sánh mô hình Bingham với mô hình thi công. Mặt khác, trong số 4 loại vữa thí H-B, ta thấy cả hai mô hình đều rất phù hợp nghiệm thì vữa C có kết quả thí nghiệm phù với kết quả thí nghiệm tại miền có tỉ suất cắt hợp với mô hình chất lỏng Bingham nhất. lớn [từ 200 (1/s) trở lên]. Ở miền có tỉ suất 3.2. Mô hình chất lỏng H-B cắt trung bình [từ 100 đến 200 (1/s)] thì mô Từ kết quả thực tế thu được ở bảng 4, ta hình H-B mô tả tính chất của vữa tốt hơn mô tiến hành tối ưu hóa số liệu để tìm được các hình Bingham. thông số của mô hình H-B, kết quả được thể Mặt khác, trong số 4 loại vữa đã chuẩn bị hiện ở Bảng 6. thì vữa C (nồng độ X/N là 0.35) có kết quả phù hợp nhất với cả hai mô hình chất lỏng. Bảng 6. Thông số của mô hình H-B Do vậy, kiến nghị với các nghiên cứu sâu τo (Pa) K (10-3Pa.sn) n hơn về mô hình vữa dùng trong công nghệ khoan phụt nút kép thì nên sử dụng mô hình Vữa A 23 36.9 0.986 chất lỏng Bingham với vữa có nồng độ X/N Vữa B 26.1 41.3 0.983 từ 0.3 đến 0.4. Trong thực tiễn thi công thì có Vữa C 28.1 48.2 0.979 thể sử dụng thiết bị là nhớt kế FANN 35 và mô hình lưu biến Bingham cho vữa phụt vì Vữa D 32.2 50 0.991 có thể xác định nhanh chóng, trực tiếp các thông số của mô hình ngay từ số đọc của Tương quan giữa kết quả thực tế thu được thiết bị này. và mô hình chất lỏng H-B được thể hiện như Hình 3. Ta thấy giới hạn chảy của 4 loại vữa 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO A, B, C, D lần lượt là 20, 24.1, 25 và 29.5 [1] Fell R., MacGregor P., Stapledon D. and phù hợp với kết quả thực tế thu được. Độ Bell G., 2005. Geotechnical engineering of nhớt dẻo của mô hình này thấp hơn độ nhớt dams. Balkema Publishers, 944 p. dẻo của mô hình Bingham một chút. [2] Kong S. P., 2005. Properties of cement 80 based permeation grout used in ground Vữa A Vữa B Vữa C engineering. Ph. D dissertation of nationale Vữa D H-B vữa A university of Singapore, 160p. cắtcắt(Pa) H-B vữa B (Pa) 60 H-B vữa H-B vữa C D [3] Kurzner C., 1996. Grouting of Rock and Soil. Ed. Brookfield, 270p. Ứng suất [4] Luckham P. F. et al., 1999. Colloidal and Ứng suất 40 rheological properties of bentonite suspensions. Adv. Colloid Interface Sci., 20 0 200 400 600 800 1000 1200 vol. 82, n° 13, pp. 43-92. Tỉ suất cắt (1/s) Tỉ suất cắt (1/s) [5] Rao M.A., 2007. Flow and Functional Hình 3. Tương quan giữa mô hình H-B Models for Rheological Properties of Fluid và kết quả thí nghiệm Foods. Rheology of Fluid and Semisolid Foods. Food Engineering Series. Springer, Từ Hình 3 ta thấy mô hình chất lỏng H-B pp. 27-36. mô phỏng tương đối tốt kết quả thí nghiệm, 156

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.