[實用新型]一種巖溶注漿模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 202020782864.4
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN213023126U
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 蔣買勇;曹磊;陳理;譚文波;郭曉靜;劉妍
• 申請（專利權）人: 湖南水利水電職業技術學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本實用新型公開了一種巖溶注漿模擬實驗裝置，包括圍壓模擬機構、注漿機構、采用柔性3D打印而成的巖溶空腔體和用于向巖溶空腔體內通入壓力水的加壓機構，所述巖溶空腔體上部設有進漿口，所述注漿機構與進漿口連通，所述圍壓模擬機構包括巖土體模擬室、圍壓加壓器和巖溶外部巖土體，所述巖溶空腔體位于巖土體模擬室底部，所述巖溶外部巖土體充填在巖土體模擬室內并將巖溶空腔體的上底面和側面包圍，所述圍壓加壓器作用在巖溶外部巖土體上方。本實用新型具有重復率高、密封性好、邊界可延展、適應范圍廣的優點。

技術領域

本實用新型涉及土木工程基礎處理技術領域，具體涉及一種巖溶注漿模擬實驗裝置。

背景技術

巖溶是可溶巖在高水頭長期作用下鈣離子不斷溶出而形成，普遍存在于我國西南喀什特地區，其防滲處理是保證喀什特地區土木工程安全運行的重要組成部分，處理措施主要有大開挖回填和注漿兩種。注漿具有施工工作量少、工期短、質量易保證等特點，在國內外巖溶地基防滲加固工程中廣泛應用。注漿效果一定程度取決于注漿控制參數，控制參數的獲取離不開大量的模型試驗。

國內外學者研制了一系列試驗裝置，一定程度上推動了注漿技術的發展，對工程實踐提供了指導。例如中國水利水電科學研究院自發研制了平板型注漿試驗臺；湛鎧瑜、隋旺華自行研制了一套動水條件下單裂隙注漿模擬試驗系統；郭密文、隋旺華為了研究高壓環境條件下注漿漿液的滲流擴散特征，研制了可形成5MPa以上高壓環境的注漿試驗系統；趙宏海、李磊等自制研發了一種裂隙注漿試驗裝置；靖向黨研制了多功能注漿測試裝置；蔣買勇研制了一種動水條件下充填型溶洞防滲注漿模擬實驗裝置。然而，國內外現有注漿模擬試驗裝置難以模擬巖溶的不規則和邊界延展性，且巖溶注漿試驗的一致性差。因此，研制一種基于3D打印的巖溶注漿模擬試驗系統，以便合理地確定巖溶防滲注漿控制參數，成為本領域相關人員急需研究解決的問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種巖溶注漿模擬實驗裝置，它可通過3D打印定制任意形狀的巖溶腔體，并通過調節材料保證邊界延展性，同時保證一組對比試驗中巖溶腔體的一致性，一定程度上實現了注漿的可視化。

為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為：一種巖溶注漿模擬實驗裝置，包括圍壓模擬機構、注漿機構、巖溶空腔體和用于向巖溶空腔體內通入壓力的加壓機構，所述巖溶空腔體上還設有與注漿機構連通的進漿口，所述圍壓模擬機構包括巖土體模擬室、圍壓加壓器和巖溶外部巖土體，所述巖溶空腔體和巖溶外部巖土體位于巖土體模擬室內，且所述巖溶外部巖土體將所述巖溶空腔體包裹，所述圍壓加壓器作用在巖溶外部巖土體上。

上述的巖溶注漿模擬實驗裝置，優選的：所述巖溶空腔體為3D打印成的巖溶空腔仿真模塊。本實用新型的巖溶注漿模擬實驗裝置采用的巖溶空腔體通過優選3D打印而成，通過計算機控制可實現巖溶空腔體尺寸及性狀的一致性。

更優選的，所述3D打印用的材料為柔性材料，所述柔性材料為硅膠、硅橡膠、乳膠、熱塑性樹脂材料、熱塑性聚氨酯彈性材料或光敏樹脂材料。本實用新型的巖溶注漿模擬實驗裝置的巖溶空腔體采用柔性材料3D打印而成，能夠一定程度上實現在注漿壓力作用下邊界延展。

作為上述技術方案的進一步改進：所述巖土體模擬室包括筒狀透明的鋼化玻璃體和下部法蘭，巖土體模擬室可以密閉或頂端敞開，所述鋼化玻璃體上設有進水口和出水口，所述巖溶空腔體上設有巖溶進水口和巖溶出水口，所述進水口與巖溶進水口連通，出水口與巖溶出水口連通，所述鋼化玻璃體通過下部法蘭所設卡槽固定；所述巖溶空腔體設于下部法蘭上且不與鋼化玻璃體相接。通過下部設置的法蘭連接結構可保證從巖土體模擬室取出巖溶空腔體及其內部注漿體，從而極大地提高重復率。通過采用鋼化玻璃作為腔體外部邊界，可一定程度上實現巖溶注漿的可視化。

作為進一步的優選：所述加壓機構包括壓力氣源和高壓儲水罐，所述壓力氣源通過氣管與高壓儲水罐連通，高壓儲水罐通過輸水管與巖土體模擬室的進水口連通。