[發明專利]一種深部巷道圍巖緊密裂隙剪切激勵增透注漿試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202011221302.3
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112326945B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 楊旭旭;王世成;孫盼盼;李麗超;孫德康
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N1/28;G01N19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明提供一種深部巷道圍巖緊密裂隙剪切激勵增透注漿試驗裝置及方法，該裝置包括設置在固定單元外的施壓單元、與固定單元連接的注漿單元及與施壓單元和注漿單元連接的控制單元；利用該裝置對試塊進行剪切激勵增透注漿的方法為，通過操作控制面板，控制服務器操作施壓單元對試塊加載施壓，對裂縫先后進行水玻璃稀釋液注漿和MC?S雙液漿注漿。本發明提供的裝置和方法，利用水玻璃稀釋液的潤滑性和達到三維應力狀態試塊的臨界性，解決了緊密裂隙開度小、注漿困難的問題。

技術領域

本發明屬于巷道圍巖控制技術領域，提供一種深部巷道圍巖緊密裂隙剪切激勵增透注漿試驗裝置及方法，具體為利用剪切激勵原理進行的可監測裂隙變化的深部巷道圍巖緊密裂隙剪切激勵增透注漿試驗裝置及方法。

背景技術

深部巷道圍巖的破壞和失穩，通常是由于巖石開挖卸載后應力重分布誘發裂隙拓展貫通形成宏觀破壞面引起的。深部巷道圍壓開挖后圍巖的穩定性很大程度上取決于不連續裂隙的幾何形態。針對緊密裂隙開度小、注漿困難的問題，目前雖已有學者采用一些立方形、圓柱形等劈裂試件對巖石材料的剪切激勵增透問題進行研究，但是基本上都是小尺寸模型進行的，這種方法在進行試驗時，普遍存在無法很好的還原巷道圍巖開挖后裂隙的真實狀況，并且一旦密封不好，則無法進行較高注漿壓力下的試驗，且對于試驗過程難以監測。

申請號為CN201910783182.7的中國發明專利公開了臨坡面巖體豎向裂隙注漿設計方法，其根據巖體豎向裂隙注漿模型，擬合建立裂隙開度、單孔注漿量與最大膨脹壓力之間的關系以及裂隙開度、單孔注漿量與擴散范圍之間的關系；獲取實際臨坡面巖體的豎向裂隙和巖體的幾何尺寸和實際巖體豎向裂隙面允許承受的最大膨脹壓力；根據裂隙開度、單孔注漿量與最大膨脹壓力之間的關系，計算出單孔注漿量、注漿孔數以及注漿孔間距。該方法僅期望降低巖體豎向裂隙充填注漿的主觀性，控制注漿操作。

因此有必要提出一種新的方法，使其能夠簡化密封過程，最大限度還原深部巷道圍巖開挖后應力狀態和緊密裂隙形態，并且可以準確監測到裂隙圍巖增透注漿過程的試驗方法及設備，最終確定和優化注漿時機、注漿壓力等注漿參數。

發明內容

為了克服現有技術中緊密裂隙開度小、注漿困難、無法很好的還原巷道圍巖開挖后裂隙的真實狀況的缺陷，從而提供一種深部巷道圍巖緊密裂隙剪切激勵增透注漿試驗裝置及方法。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案，一種深部巷道圍巖緊密裂隙剪切激勵增透注漿試驗裝置，其包括，固定單元，施壓單元，注漿單元和控制單元；所述施壓單元設置在所述固定單元外，所述注漿單元與所述固定單元連接，所述控制單元與所述施壓單元和所述注漿單元連接；所述施壓單元中，滑動加載側板與側向壓頭連接，設置在所述固定單元的水平方向，彈簧承壓板與法向壓頭連接，設置在所述固定單元的垂直方向；所述滑動加載側板的下端通過滑動滾輪、滾輪軸承、滾輪軌道與所述固定單元滑動連接。

優選的，所述注漿單元包括注漿設備、高強注漿管、注漿孔，所述高強注漿管的一端連接所述注漿設備，其另一端連接所述注漿孔。

優選的，所述注漿設備區分為第一注漿設備和第二注漿設備，分別向所述注漿孔注入水玻璃稀釋液和MC-S雙液漿。

優選的，所述控制單元包括傳感器、控制面板和服務器，所述傳感器與所述服務器電性連接，所述服務器和所述控制面板電性連接。

優選的，所述傳感器包括法向位移、應力傳感器、側向位移、應力傳感器、注漿壓力傳感器、裂隙應變傳感器中的一種或幾種。

優選的，所述注漿壓力傳感器區分為第一注漿壓力傳感器和第二注漿壓力傳感器，分別與所述第一注漿設備和所述第二注漿設備連接。

優選的，所述裂隙應變傳感器與位移計連接，所述位移計與所述固定單元連接，監測所述固定單元中試塊的裂隙的錯動。