2.1 稀释剂用量对力学性能的影响

    稀释剂用量与材料拉伸性能的数据汇总见表1，将表中压缩强度、剪切强度和粘结强度数据绘制成曲线， 如图 1(a) 所示，选取3个粘结件的拉伸曲线绘制如图1(b) 所示。

    从图 1（a）可以看出，随着稀释剂用量的增多，压缩强度、剪切强度和粘结强度均呈下降趋势，其中压缩强度下降趋势最明显。从图 1（b）可以看出，粘结试样的拉伸曲线可以看到明显的屈服平台，说明粘结位置产生了塑性变形，表明注浆材料固化后的固结体材料为典型的塑性材料。为了获得稀释剂的加入是否对聚氨酯结构本身产生影响，进行了红外测试，结果如图 2 所示。从图 2 可以看出，5 个样品官能团出现特征峰的的波数基本无重大变化， 异氰酸根基团的特征峰波数在 2276cm-1 处，氨基甲酸酯特征峰在 1732cm-1 处，-OH 官能团在 3300cm-1。随着稀释剂的增加，氨基甲酸酯峰强度有所下降，这是因为稀释剂的加入代替了部分聚醚多元醇，造成反应物减少， 因此生成的氨基甲酸酯的量相应减少，峰强度略有降低。

2.2 稀释剂用量对聚氨酯浆料裂缝扩散性能的影响

    （1）裂缝浆料自由流动模拟实验，见图 3 和图 4。模拟裂缝宽度为 2mm 和 4mm，倾斜角度分别为 30°、50° 和 70°。倒入一定量浆料，让浆料自由流动。

    （2）稀释剂用量对自由流动的影响稀释剂比例分别为 0%、2.5%、5%、7.5% 和 10%（占总体质量比），裂缝为 2mm 和 4mm 流动速度数据曲线 图如图 5 所示。随着稀释剂用量增加，流动距离也显著增加。考虑到稀释剂过多会影响材料的力学性能以及老化性能，长期使用效果变差，因此加入量控制在10% 及以下。在 25℃ 环境中，加入10% 稀释剂后浆料的自由 流动性：2mm 裂缝中，坡度为 30°、50° 和 70° 时扩散距离分别为 105.1、182.3、330.6 cm；4mm 裂缝中，坡度为 30°、50° 和 70° 时扩散距离分别为 188.4、475.8、1415.2 cm。流动性显著增加，但是同时稀释剂加入量增加，固化时间也相应延长。

    稀释剂用量对反应时间的影响规律如图 6 所示。随着稀释剂用量的增加，反应时间呈现先缩短后延长的趋势。这主要是因为稀释剂的加入，降低了反应物粘度， 使得反应物能够充分接触，但是过多的稀释剂会造成主反应物反应的官能团减少，从而使得反应速率降低。

2.3 注浆模拟扩散研究

    （1）注浆模拟流程压力容器为内径 9.5cm、壁厚 1cm、高 20cm 的钢制圆筒，其顶端采用螺栓连接 , 并用橡皮圈密封，只开进料口。将压力容器中加满不同规格的石头颗粒，尺寸及计算的孔隙见表 2。由于石头颗粒形状不规则，假设石头颗粒为球形颗粒，以球形颗粒的缝隙模拟裂缝尺寸，具 体算法见图7。鉴于石头颗粒松散程度不同，按照石灰石矿松散系数 1.65~1.75，岩石松散系数 1.65，土的松散系数为 1.3。采用的为岩石颗粒，按照松散系数 1.65 进 行计算修正。

    （2）注浆模拟数据分析①在注浆压力接近1 的状态下进行注浆模拟实验，1kg/cm2=0.1MPa，数据见表 3。

②在注浆压力接近 10 的状态下进行注浆模拟实验，10kg/cm2=1MPa，数据见表 4。

③在注浆压力接近 20 的状态下进行注浆模拟实验，20kg/cm2=2MPa。在压力过大时，1 号、2 号、3 号试样的没有注满，浆料就已经冒出，因此下部没有浆料（如 图 9 所示），数据见表 5。

综上，在缝隙为 0.066、0.264、1.073、2.392 mm 的条件下，压力为 10kg/cm2 是压力为 1kg/cm2 的渗透速度的9.39、11.5、12.2、15 倍。