响应面-满意度函数法优化新型复合注浆材料配比研究

余兰君¹，韦 猛^1，2*，郑 宇¹

(1. 成都理工大学 环境与土木工程学院，四川 成都 610051;2. 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610051)

摘　要：　针对第三系半成岩砂岩地层弱胶结性、高水敏性和遇水易软化特性导致隧道施工过程中发生的围岩塌陷和涌水突泥灾害问题，创新性地开发了一种粉煤灰基聚氨酯-环氧树脂复合注浆材料，并建立了多目标优化配比方法。通过单因素试验，确定了粉/灰比、水性聚氨酯(PU)和环氧树脂(ER)的掺量范围;采用响应面法揭示了各因素及其交互作用对浆液抗渗性能、抗压强度和抗拉强度的影响规律;结合满意度多目标优化法，构建了响应面-满意度函数模型，并优化了注浆材料配比。研究结果表明：各因素对浆液相对渗透系数和抗拉强度的影响程度均为ER掺量>PU掺量>粉/灰比，对浆液抗压强度的影响程度为PU掺量>粉/灰比>ER掺量;PU掺量和ER掺量间的交互作用对浆液性能均有显著影响。注浆材料的最优配比为：粉/灰比0.13、PU掺量7.5%、ER掺量6.6%，该配比下浆液相对渗透系数、抗压强度、抗拉强度分别为0.004 5 mm/h、27.0 MPa、5.6 MPa。模型预测值与试验值误差较小，验证了响应面-满意度函数多目标优化法在注浆材料配比优化研究中的适用性。该研究成果可为特殊地质条件下隧道工程的灾害防治提供新的材料解决方案和优化设计方法。

关键词：　第三系半成岩; 新型复合注浆材料; 配比优化; 响应面法; 满意度函数; 微观结构

基金项目： 国家自然科学基金(42072342)

引文格式： 余兰君，韦猛，郑宇. 响应面-满意度函数法优化新型复合注浆材料配比研究[J]. 市政技术，2025，43(5)：231-242. (YU L J，WEI M， ZHENG Y. Study on optimal ratio of new composite grouting materials by response surface-satisfaction function method[J]. Journal of municipal technology，2025，43(5)：231-242.)