[發明專利]一種松散體滲透注漿模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 201711191692.2
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107782641B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 李桂臣;孫長倫;崔光俊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04;G01N13/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種松散體滲透注漿模擬試驗裝置。注漿系統包括注漿泵、儲漿罐以及注漿管路，注漿泵將儲漿罐中的漿液輸送至圍壓加載系統；圍壓加載系統包括雙膠套圍壓加載器和手動圍壓泵，外部水囊膠套與圍壓泵連接，提供圍壓環境，內部瓣膜膠套包裹松散介質；監測系統包括監測主機、泵壓傳感器、注漿口壓力傳感器、圍壓傳感器和電阻率感應元件。本發明通過瓣膜膠套包裹松散體，借助水囊膠套對松散體加壓模擬地應力環境；調節恒壓圍壓泵和注漿泵壓力使圍壓大于注漿壓力，能夠模擬松散體滲透注漿過程；注漿結束后，瓣膜膠套包裹的固結松散體能夠完整取出進行研究；本發明的方法操作方便、得到的試驗結果對實際工程設計具有指導意義。

技術領域

本發明涉及一種松散體滲透注漿模擬試驗裝置，適用于實驗室模擬松散體滲透注漿。

背景技術

松散體滲透注漿加固是巖土工程中常見的問題，注漿過程中漿液擴散規律和注漿加固后松散體力學性能是松散體注漿加固實踐的關鍵?，F場施工過程中，松散體多是在一定的地應力場中，尤其是深部巖土工程，因此，實現松散體注漿試驗實驗室模擬，對實際松散體注漿工程具有很重要的意義。

但是，現有的實驗室松散體注漿模擬試驗裝置多采用填充注漿試驗，不能重現地應力環境，注漿固結后的松散體固結形態分析過程也很困難。如中國專利CN105527384A公開的一種注漿模擬試驗裝置及其試驗方法，其存在無法施加地應力、漿液擴散過程監測困難且不方便取出注漿加固松散體的問題。因此如何真實再現現場地應力環境，實現漿液示蹤和方便注漿固結后的松散體固結形態分析，是急需解決的問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種能夠真實模擬滲透注漿加固松散體應力狀態，可以實現漿液示蹤并方便注漿固結后的松散體整體取出進行漿液擴散規律和強度分析的松散體滲透注漿模擬試驗裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種松散體滲透注漿模擬試驗裝置，包括注漿系統、圍壓加載系統和監測系統，

所述圍壓加載系統包括恒壓圍壓泵和雙膠套圍壓加載器，所述雙膠套圍壓加載器包括柱筒、設在柱筒注漿口一端的緊固螺母Ⅰ、設在柱筒出漿口一端的緊固螺母Ⅱ，所述柱筒中設有瓣膜膠套，瓣膜膠套外壁與柱筒內壁之間環繞設有水囊膠套，所述緊固螺母Ⅰ和緊固螺母Ⅱ從兩端旋入柱筒中且端部分別頂住水囊膠套，水囊膠套兩端的端翼分別置于緊固螺母Ⅰ、緊固螺母Ⅱ端部的弧形卡槽中，一注漿口螺桿從雙膠套圍壓加載器的注漿口一端沿軸線旋入緊固螺母Ⅰ中，且注漿口螺桿中心設有注漿通道，一出漿口螺桿從雙膠套圍壓加載器的出漿口一端沿軸線旋入緊固螺母Ⅱ中，且出漿口螺桿中與其軸線平行設有多個出漿通道，所述注漿口螺桿和出漿口螺桿的外徑皆與瓣膜膠套的外徑相同，所述水囊膠套為雙層空心圓筒結構，且雙層空心圓筒中部設有水孔，恒壓圍壓泵的出口通過圍壓管路連接至水孔；

所述注漿系統包括儲漿罐，儲漿罐與雙膠套圍壓加載器的注漿口螺桿之間通過注漿管路連接，且注漿管路上設有注漿泵，儲漿罐中設有攪拌機；

所述監測系統包括監測主機、泵壓傳感器、注漿口壓力傳感器、圍壓傳感器和多個電阻率感應元件，所述泵壓傳感器設在注漿泵出口處，注漿口壓力傳感器設在雙膠套圍壓加載器的注漿口處，圍壓傳感器設在恒壓圍壓泵的出口，多個電阻率感應元件沿瓣膜膠套的長度方向均布在瓣膜膠套內壁面，依次間隔80mm，泵壓傳感器、注漿口壓力傳感器、圍壓傳感器分別與監測主機通過數據傳輸線路電連接，且電阻率感應元件通過電阻率傳輸線路連接至監測主機。

優選的，所述瓣膜膠套由對稱設置的兩個半筒套組成，所述半筒套通過環向密封圓弧和徑向密封圓弧拼接到一起。半筒套的接縫采用雙圓弧結構，在圍壓作用下實現密封，能夠避免滲流通道的產生，瓣膜膠套被壓縮變形，能夠消除形成的固結松散體與瓣膜膠套內壁面接觸位置的邊界效應。

優選的，瓣膜膠套的長度小于水囊膠套的長度，注漿口螺桿長度大于緊固螺母Ⅰ的長度，出漿口螺桿的長度大于緊固螺母Ⅱ的長度，能夠借助水囊膠套的壓力實現更好的密封。