National Transport Library Research Database

BeFo 447 - Modellering av injektering i spricknätverk med alternativa reologiska modeller för cementbruk (BeFo 447 - Modeling of rock grouting in fracture networks with alternative rheological models for cement grout)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2022-01-02 -- 2024-03-31 Registration number:
  • Trafikverket 2022/6816
Subject(s): Abstract: Modellering av utbredning av cementbruk i sprickigt berg är viktigt för projektering, utförande och kontroll av injektering i berg. Real time grouting control (RTGC) metoden har utvecklats för att förutsäga injekteringsprocessen, vilket har avancerat den teoretiska analysen av injektering avsevärt. RTGC-metoden utvecklades emellertid baserat på analytiska lösningar av en Bingham -vätskas flöden mellan släta parallella plattor, utan att beakta de verkliga reologiska egenskaperna hos cementbruk och de komplexa geometriska förhållandena i ett 3D-spricknätverk. Detta förslag syftar till att utveckla en 3D-spricknätverksmodell för att analysera cementbrukets spridning i realistiska sprickor, vilket innebär ett stort steg för högre precisions för modellering av injekteringsprocessen. De komplexa geometriska förhållandena för spricknätverk i berg och de komplexa reologiska egenskaperna hos cementbruk kommer uttryckligen att beaktas i 3D-modellen. Således kommer detta föreslagna projekt att vidareutveckla RTGC-metoden och tillhandahålla ett nytt beräkningsverktyg för att modellera injekteringsprocessen mer exakt. Med hjälp av 3D-modellen kommer effekterna av nätverksstrukturer, heterogen spricktransmissivitet och reologiska egenskaper på injekteringsprocessen att undersökas och ett arbetsflöde för injektering baserat på 3D-modellering kommer att föreslås för praktisk implementering. Den utvecklade 3D-modellen och fältresultat kommer att bidra till utvecklingen av injekteringstekniken inom utförande och underhåll av underjordisk infrastruktur i Skandinavien och i Sverige.Abstract: Modeling of cement grout propagation in fractured rocks is important for the design, monitoring and operation of rock grouting. The real time grouting control (RTGC) method has been developed to predict the grouting process, which has significantly advanced the theoretical analysis of rock grouting. However, the RTGC method was developed based on analytical solutions of Bingham fluids flow in parallel plates, without considering the realistic rheological properties of cement grouts and the complex geometrical conditions of 3D fracture networks. In this proposal, we aim to develop a 3D fracture network model to analyze cement grouts propagation in fractured rocks, which is a major step towards high-precision modeling of the grouting process. The complex geometrical conditions of rock fracture networks and the complex rheological properties of cement grouts will be explicitly considered in the 3D fracture network model. Thus, this proposed project will finally extend the RTGC method and provide a new computational tool to model the rock grouting process more precisely. Using the 3D fracture network model, the impacts of 3D network structures, heterogeneous fracture transmissivity and grout rheological properties on the grouting process will be investigated and a workflow of rock grouting based on 3D fracture network modeling will be proposed to be implemented in engineering practice. The developed 3D fracture network model and investigation results will contribute to advancement of the rock grouting technique in construction and maintenance of underground infrastructures in Scandinavia and in Sweden.
Item type: