[發明專利]基于透明巖體的無機注漿材料擴散試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202110241623.8
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113049449A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 吳昌泉;王朋飛;劉鎮書;陳可夯;張建利;張新華;張海龍;高夢男;王天平;郝晨良;劉佳男;祝壯
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N1/28;G01N1/36;G01N1/38
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種基于透明巖體的無機注漿材料擴散試驗裝置，其特征在于：包括透明巖體材料加工裝置、加載裝置、監測裝置、鉆孔裝置、注漿裝置、固定連接裝置；

所述透明巖體材料加工裝置，包括框型試驗臺壁和壓力機，壓力機通過支柱固定在底面的水平鋼板上；壓力機為兩柱式壓力機；試驗臺底面為一個水平的鋼鐵底板，在底板中心設有一個橫截面為正方形的固定鋼板，固定鋼板中部為空心結構，空心結構的截面為正方形截面，用于固定框型試驗臺壁；所述框型試驗臺壁包括左右兩側板壁和前后兩側板壁，二者通過正反鎖固定，四塊板壁圍成一個截面為正方形的空間；固定鋼板通過4個螺絲扣固定在底部的水平底板上；四塊板壁分為兩兩一組，其中一組設置正鎖扣，另一組設置反鎖扣，通過正反鎖將四塊板壁鎖死；

所述加載裝置為多場耦合微機電液伺服巖體三軸壓力機；

所述監測裝置包括聲發射檢測裝置、低電阻測試儀、高速攝相機、聚乙烯絕緣板、導電銅片、聲發射探頭、導線、數據處理器和計算機；透明巖體模型位于加載裝置三軸壓力機的上、下壓板之間，在壓力機的下壓板上方墊上聚乙烯絕緣板，在透明巖體模型上、下端面貼有導電銅片，透明巖體模型放置到聚乙烯絕緣板上，在透明巖體模型上方設置同樣的聚乙烯絕緣板；低電阻測試儀、高速攝像機放置在壓力機前方，導電銅片與低電阻測試儀進行連接，將聲發射探頭與四棱柱透明巖體模型用AB膠連接，聲發射探頭另一端與聲發射檢測裝置相連，然后與數據處理器及計算機相連接；

所述鉆孔裝置，為一根T型薄鋼管；

所述注漿裝置，采用無機注漿材料注漿裝置；注漿裝置包括：A液槽、B液槽、攪拌機、閥門、泥漿泵、輸漿管，注漿管；A、B液槽上方均設置可拆卸的蓋子；A液槽、B液槽與攪拌機相連，A、B液槽與攪拌機之間設置閥門；攪拌機通過管道與泥漿泵相連，兩者之間設置閥門；輸漿管與泥漿泵相連；注漿管與泥漿泵相連；

所述固定連接裝置，包括試驗臺，在試驗臺上垂直放置4根角鋼，透明巖體模型放置在該角鋼組成的空間內，每根角鋼底部含有4個螺絲孔，用螺絲將角鋼與試驗臺相連；在試驗臺的縱向水平中心線，在角鋼右邊設置兩個窄鋼板，鋼板上方設有圓形孔，鋼板下方設置有螺絲孔，用螺絲將鋼板與試驗臺相連；在試驗臺縱向水平正前方，正對透明巖體模型放置一臺高速攝像機。

2.根據權利要求1所述的基于透明巖體的無機注漿材料擴散試驗裝置，其特征在于，所述透明巖體材料加工裝置的底板，其中部設置一個正方形凸臺，正方形凸臺橫截面積為正方形，凸臺的厚度與固定鋼板厚度一致，凸臺邊緣與固定鋼板內截面之間存在與板壁厚度一致的空隙，用于固定試驗臺板壁，使得四塊板壁都能夠緊密的嵌套入底板的凸塊與固定鋼板之間的空隙中。

3.根據權利要求1所述的基于透明巖體的無機注漿材料擴散試驗裝置，其特征在于，所述試驗臺支柱底部設置有平衡螺絲，所述平衡螺絲設置為可自由微調高度的平衡螺絲。

4.根據權利要求1所述的基于透明巖體的無機注漿材料擴散試驗裝置，其特征在于，選用的注漿漿液為無機漿液，包括水泥單液漿或水泥-水玻璃雙液注漿。

5.根據權利要求1所述的基于透明巖體的無機注漿材料擴散試驗裝置，其特征在于，鉆孔管、注漿管都通過木制桌面上兩個窄鋼板上的圓形孔固定；與螺絲孔連接的桌板處均設置凹槽，使用環氧乙酯材料，將螺絲孔與桌板連接處的的凹槽抹平。