[發明專利]一種獲得漿液的留存率的方法及其所用試驗系統

有效

• 申請號: 201510059924.3
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104713804B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 楊坪;高書文;秦浩;張詩杭;張瑞城;薛丹璇
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，涉及一種獲得漿液的留存率的方法及其所用試驗系統。

背景技術

在所有的巖體中幾乎都存在不同程度、不同數量的裂隙和結構面,這些不連續面破壞了巖體的完整性和連續性,削弱了巖體強度。因此需要對其進行加固，在加固的方法中，注漿是一個非常好的選擇，注漿是地下工程中加固軟弱破碎圍巖及封堵地下水的有效手段。

對于動水條件下的注漿，需要考慮漿液的留存情況，若留存性較差則會導致漿液在注入時被動水沖散從而隨水流向遠處，無法達到封堵裂隙和加固巖體的作用；因此有必要研究動水條件下裂隙中漿液的留存率。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明的目的是提供一種易于操作、便于數據處理、分析，具有較強實用性的獲得漿液的留存率的方法及其所用試驗系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種獲得漿液的留存率的方法，包括以下步驟：

首先模擬注漿裂隙并將其調整為水平狀態，注入漿液，然后調整水壓力和流速，動水沖擊漿液后進行電子采像，最后檢測并分析動水沖散漿液前后裂隙內的漿液總量，以獲得漿液的留存率。

所述漿液的留存率是將電子采像獲得的照片導入電腦進行分析，通過試驗前后拍攝照片，利用圖像的像素值進行區分漿液和非漿液區域，對圖像進行二值化，并統計出漿液區域的像素數進而計算動水注入前后漿液的體積，進而計算漿液的留存率。

所述漿液的留存率，其公式為θ＝m₂/m₁；其中θ為留存率，m₁為裂隙中漿液注入總量，m₂裂隙中漿液殘余含量。

本發明還提供了一種上述獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統，包括試驗裝置、動水系統和監測分析系統；

試驗裝置，用于進行注漿漿液抗水沖散性模型試驗的裝置；

動水系統，用于調整水壓力和流速；

監測分析系統，用于檢測并分析動水沖散漿液前后裂隙內的漿液總量，以獲得漿液的留存率。

所述試驗裝置包括模擬裂隙注漿模型、導水裂隙模型和調整裝置；所述模擬裂隙注漿模型和所述導水裂隙模型通過橡膠圈套水平連接，所述調整裝置位于所述模擬裂隙注漿模型和所述導水裂隙模型的下面，用以調整其高度和角度。

所述模擬裂隙注漿模型由大小相同的上下兩片有機玻璃板組成，上下兩片有機玻璃板之間上下兩端墊放有墊條來支撐上下兩片有機玻璃板從而模擬裂隙，上下兩片有機玻璃板的上下兩端設置有夾子，位于上面的有機玻璃板的中間設置有注漿口，出水口位于有機玻璃板的左側一端，有機玻璃板的右側一端通過橡膠圈套與導水裂隙模型連接。

所述墊條為橡膠墊。

所述有機玻璃板的厚度為2～8mm。

所述導水裂隙模型由大小相同的上下兩片有機玻璃板組成，上下兩片有機玻璃板之間上下兩端墊放有墊條來支撐上下兩片有機玻璃板從而模擬裂隙，位于上面的有機玻璃板的中間設置有注水口，有機玻璃板與墊條之間用膠水密封，上下兩片有機玻璃板的右端用膠水密封形成封閉端，有機玻璃板的左端通過橡膠圈套與模擬裂隙注漿模型連接。

所述調整裝置包括試驗臺架、水平調整裝置、水平儀和可升降支座，所述水平儀位于模擬裂隙注漿模型上面，所述水平調整裝置位于模擬裂隙注漿模型下面，所述試驗臺架位于所述可升降支座與所述水平調整裝置之間。

所述動水系統包括水箱、水管、水閥、水泵、壓力控制器和流速傳感器，水泵的一端通過水管與水箱連接，水閥設置位于水管上，水泵的另一端依次設置有壓力開關和流速傳感器；止回閥位于水泵與壓力控制器之間，所述流速傳感器與監測分析系統連接。

所述監測分析系統包括電子采像部分和分析計算部分，

電子采像部分：用于采集電子圖像并傳輸給分析計算部分；

分析計算部分：通過對比動水沖散漿液前后裂隙內的漿液的總量，以獲得漿液的留存率。

所述電子采像部分采用的是相機。

所述分析計算部分采用的是電腦。

本發明同現有技術相比，具有以下優點和有益效果：

本發明提供的模型試驗系統可用來分析漿液在動水沖擊作用下漿液的留存情況，用來求取其留存率；其中留存率為動水沖擊后裂隙中漿液質量除以注入裂隙的漿液質量。