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À propos de : Analytical solution for expandable polyurethane grouting in a rock fracture        

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  • Analytical solution for expandable polyurethane grouting in a rock fracture
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  • Expandable polyurethane grout has been extensively utilized for the reinforcement and sealing of rock fractures. The diffusion mechanism of this grout is particularly unique, owing to the time-dependent characteristics of both its density and viscosity. However, the non-synchronous relationship between the change in diffusion radius and pressure poses challenges in deriving analytical solutions. In light of this, our study presents an innovative analytical model to effectively simulate the diffusion behavior of expandable polyurethane within rock fractures. Notably, this model considers both the self-expanding source and the convective driving force. The outcomes of our research demonstrate that spread and pressure exhibit distinct characteristic times, allowing us to employ the same equations with diverse parameters, yielding a semi-deterministic approach. In this approach, the first run of the model is deterministic while the second entails empirical considerations. Further, a comparison of analytical results with experimental injections was made involving varying grouting quantities, revealing excellent agreement between the measured and calculated pressures. The present model can be employed for fitting and real-time monitoring after calibration, enabling the exploration of conventional stop criteria, as well as refusal and mass criteria. Additionally, this model facilitates the formulation of conditions to effectively achieve the target, considering vital factors such as the time-spread relation, expansion ratio, and gel time.
  • Le coulis de polyuréthane expansible est largement utilisé pour le renforcement et le scellement des fractures rocheuses. Le mécanisme de d’expansion est particulièrement unique comme la viscosité apparente et la densité dépendent du temps. Cependant, la relation non synchrone entre la propagation du polyuréthane et la pression pose des défis dans l’élaboration de solutions analytiques. Cette étude présente un modèle analytique innovant pour simuler efficacement le comportement de diffusion du polyuréthane expansible dans les fractures rocheuses. Notamment, ce modèle prend en compte à la fois la source auto-expansive et la force motrice convective. Les résultats de cette recherche démontrent que la propagation et la pression du polyuréthane présentent des temps caractéristiques distincts. Ceci permet d’utiliser les mêmes équations avec divers paramètres donnant lieu à une approche semidéterministe dans le sens que la première exécution est déterministe tandis que la seconde implique des considérations empiriques. De plus, une comparaison des prédictions analytiques avec des résultants d’injections expérimentales a été effectuée avec différentes quantités injectées révèlent un excellent accord entre les pressions mesurées et calculées. Le présent modèle peut être utilisé après calibrage pour le monitorage et la surveillance des injections en temps réel, l’exploration des critères de refus et d’arrêt conventionnels, ainsi que des critères de refus et de masse. De plus, ce modèle facilite la formulation de conditions permettant d’atteindre efficacement l’objectif, en tenant compte de facteurs essentiels tels que la relation de propagation dans le temps, le taux d’expansion et le temps de gel.
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