王洪江等：全尾砂高浓度胶结充填的环管试验 219· 表1关联度计算结果 Table 1 Calculation results of correlation degree Group,k 51() (k) 53k) Group,k 51(k) 52k) 3() Group,k 5() 52(k) (k) 0.4506 0.4506 0.663 17 0.4509 0.7849 0.3875 33 0.4612 0.5828 0.4651 2 0.4694 0.4694 0.8894 18 0.4288 0.8622 0.4773 34 0.4430 0.6147 0.6240 3 0.4884 0.4884 0.8134 0.4164 0.9174 0.5909 35 0.4286 0.6449 0.8168 4 0.5105 0.5105 0.6062 名 0.3793 0.8734 0.8088 哈 0.3982 0.7284 0.7870 5 0.3972 0.5239 0.7093 21 0.8024 0.6219 0.6431 37 0.5932 0.567 0.6063 6 0.4086 0.5438 0.9225 3 0.7490 0.6583 0.9257 步 0.5635 0.5971 0.8785 7 0.4228 0.5694 0.6783 23 0.6961 0.7055 0.7971 39 0.5403 0.6256 0.8064 8 0.4455 0.6113 0.4935 24 0.6395 0.7749 0.5445 40 0.5089 0.6738 0.545 9 0.3443 0.6871 0.9522 0.8963 0.6394 0.8783 41 0.759 0.6101 0.8276 10 0.3543 0.7284 0.653 2 0.9620 0.6721 0.7413 42 0.7143 0.6425 0.7746 0.3600 0.7527 0.4965 27 0.9706 0.7052 0.5768 43 0.6803 0.6726 0.6100 12 0.3650 0.7749 0.3828 28 0.8594 0.7784 0.4365 44 0.6389 0.7187 0.4438 13 0.3333 1.0000 0.8209 29 0.8088 0.9552 0.9485 45 0.8678 0.9264 0.9755 14 0.3398 0.9459 0.5738 30 0.8573 0.9776 0.6613 46 0.8355 0.9661 0.6860 15 0.3512 0.8678 0.4716 31 0.8963 0.9314 0.5372 47 0.7895 0.9664 0.4940 16 0.3543 0.8491 0.3736 32 0.9530 0.8072 0.4095 48 0.7241 0.8703 0.3818 4管道沿程阻力经验公式构建 由表2还可知，环管试验法测得流变参数明显 对不同灰砂比、浓度的料浆在不同流速下的 小于流变仪测得流变参数.分析其原因，高浓度的 阻力按式(4)进行线性回归，得到参数a和b后，带 充填料浆内部存在絮网结构，在管道输送过程中 入管径值即得到相应的流变参数.环管试验和流 必然存在触变效应，可能存在壁面滑移效应，这两 变仪测试得到的充填料浆流变参数对比如表2所示. 个特性均具有减阻作用，导致测得的阻力偏小，因 由表2可知，料浆流变参数随浓度的增加而增 而通过环管试验得到的流变参数也偏小.桨式流 加，特别是屈服应力增长较快，与浓度也成二次函数 变仪避免了壁面滑移效应阿，常规的斜坡加载测 增长（拟合优度R2均在0.96以上）.同时，试验范围 试方法无法消除触变性的影响，因此得到的流变 内的料浆流变参数均较小，这与塌落度测试结果 参数偏大.实际上，触变性的消除需要在恒定的剪 是吻合的.各组配比的料浆塌落度均在28cm以上， 切速率(8D)下进行长时间的剪切，然后再进行 表明料浆具有很好的流动性，因而流变参数较小. 流变测试.但管径和流速未确定时并不能预先获 表2充填料浆流变参数 Table 2 Rheological parameters of the filling slurry Loop test method Rheometer method Cement-sand ratio Mass fraction/% Yield stress/Pa Viscosity coefficient/(Pa's) Yield stress/Pa Viscosity coefficient /(Pa's) 75.8 14.35 0.10 31.42 0.25 73.7 9.34 0.09 26.11 0.22 1:4 70.8 4.53 0.05 16.49 0.16 68.9 0.68 0.04 14.39 0.09 75.3 30.68 0.13 45.02 0.30 73.1 10.73 0.10 31.21 0.22 1:10 71.7 3.62 0.09 21.22 0.18 69.5 0.91 0.08 18.51 0.15 75.4 23.17 0.11 36.39 0.28 73.9 14.31 0.09 26.70 0.26 1:15 72.2 6.48 0.08 19.13 0.21 69.7 3.76 0.07 14.36 0.194    管道沿程阻力经验公式构建 对不同灰砂比、浓度的料浆在不同流速下的 阻力按式（4）进行线性回归，得到参数 a 和 b 后，带 入管径值即得到相应的流变参数. 环管试验和流 变仪测试得到的充填料浆流变参数对比如表 2 所示. 由表 2 可知，料浆流变参数随浓度的增加而增 加，特别是屈服应力增长较快，与浓度也成二次函数 增长（拟合优度 R 2 均在 0.96 以上）. 同时，试验范围 内的料浆流变参数均较小，这与塌落度测试结果 是吻合的. 各组配比的料浆塌落度均在 28 cm 以上， 表明料浆具有很好的流动性，因而流变参数较小. 由表 2 还可知，环管试验法测得流变参数明显 小于流变仪测得流变参数. 分析其原因，高浓度的 充填料浆内部存在絮网结构，在管道输送过程中 必然存在触变效应，可能存在壁面滑移效应，这两 个特性均具有减阻作用，导致测得的阻力偏小，因 而通过环管试验得到的流变参数也偏小. 桨式流 变仪避免了壁面滑移效应[26] ，常规的斜坡加载测 试方法无法消除触变性的影响，因此得到的流变 参数偏大. 实际上，触变性的消除需要在恒定的剪 切速率（8v/D）下进行长时间的剪切，然后再进行 流变测试. 但管径和流速未确定时并不能预先获 表 1 关联度计算结果 Table 1 Calculation results of correlation degree Group, k ξ1(k) ξ2(k) ξ3(k) Group, k ξ1(k) ξ2(k) ξ3(k) Group, k ξ1(k) ξ2(k) ξ3(k) 1 0.4506 0.4506 0.663 17 0.4509 0.7849 0.3875 33 0.4612 0.5828 0.4651 2 0.4694 0.4694 0.8894 18 0.4288 0.8622 0.4773 34 0.4430 0.6147 0.6240 3 0.4884 0.4884 0.8134 19 0.4164 0.9174 0.5909 35 0.4286 0.6449 0.8168 4 0.5105 0.5105 0.6062 20 0.3793 0.8734 0.8088 36 0.3982 0.7284 0.7870 5 0.3972 0.5239 0.7093 21 0.8024 0.6219 0.6431 37 0.5932 0.567 0.6063 6 0.4086 0.5438 0.9225 22 0.7490 0.6583 0.9257 38 0.5635 0.5971 0.8785 7 0.4228 0.5694 0.6783 23 0.6961 0.7055 0.7971 39 0.5403 0.6256 0.8064 8 0.4455 0.6113 0.4935 24 0.6395 0.7749 0.5445 40 0.5089 0.6738 0.545 9 0.3443 0.6871 0.9522 25 0.8963 0.6394 0.8783 41 0.759 0.6101 0.8276 10 0.3543 0.7284 0.653 26 0.9620 0.6721 0.7413 42 0.7143 0.6425 0.7746 11 0.3600 0.7527 0.4965 27 0.9706 0.7052 0.5768 43 0.6803 0.6726 0.6100 12 0.3650 0.7749 0.3828 28 0.8594 0.7784 0.4365 44 0.6389 0.7187 0.4438 13 0.3333 1.0000 0.8209 29 0.8088 0.9552 0.9485 45 0.8678 0.9264 0.9755 14 0.3398 0.9459 0.5738 30 0.8573 0.9776 0.6613 46 0.8355 0.9661 0.6860 15 0.3512 0.8678 0.4716 31 0.8963 0.9314 0.5372 47 0.7895 0.9664 0.4940 16 0.3543 0.8491 0.3736 32 0.9530 0.8072 0.4095 48 0.7241 0.8703 0.3818 表 2 充填料浆流变参数 Table 2 Rheological parameters of the filling slurry Cement-sand ratio Mass fraction / % Loop test method Rheometer method Yield stress / Pa Viscosity coefficient / (Pa·s) Yield stress / Pa Viscosity coefficient / (Pa·s) 1∶4 75.8 14.35 0.10 31.42 0.25 73.7 9.34 0.09 26.11 0.22 70.8 4.53 0.05 16.49 0.16 68.9 0.68 0.04 14.39 0.09 1∶10 75.3 30.68 0.13 45.02 0.30 73.1 10.73 0.10 31.21 0.22 71.7 3.62 0.09 21.22 0.18 69.5 0.91 0.08 18.51 0.15 1∶15 75.4 23.17 0.11 36.39 0.28 73.9 14.31 0.09 26.70 0.26 72.2 6.48 0.08 19.13 0.21 69.7 3.76 0.07 14.36 0.19 王洪江等： 全尾砂高浓度胶结充填的环管试验 · 219 ·