[發明專利]一種用于模擬分析裂隙巖體注漿顆粒堆積效果的實驗方法

在審

• 申請號: 202111487660.3
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114017069A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 洛鋒;李盟;凌向陽;董恩遠;呂振;孫賡;樊浩冬;高帥
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/38;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

本發明公開了一種用于模擬分析裂隙巖體注漿顆粒堆積效果的實驗方法，本發明通過實驗裝置實現，該實驗裝置由壓力表、流量計所組成的漿液基礎參數測量系統和注漿管、滲流管、剛性板、柔性橡膠、剛性壓板所組成的注漿模擬系統兩部分組成，在漿液基礎參數測量系統和注漿模擬系統的協同作用下，可模擬不同賦存參數裂隙的注漿效果和特定裂隙參數下不同組分漿液的注漿效果，本發明的應用，可解決工程巖體注漿過程及注漿效果無法可視化評估這一工程難題。

技術領域

本發明涉及工程巖體技術領域，尤其是一種用于模擬分析裂隙巖體注漿顆粒堆積效果的實驗方法。

背景技術

工程巖體在構造應力作用下將孕育大量原生裂隙，在動態施工過程中也將形成大量次生裂隙，當上述裂隙貫通或鄰近承壓水源后，將對工程施工形成安全隱患。目前，工程技術人員通過注漿充填巖體裂隙所達到的堵水效果，僅憑借相關工程經驗對其進行預估研判，無法對注漿堵水過程及效果進行可視化和量化分析。此外，就當前實驗室條件下有關此方面的研究手段，多為大尺度巖體和相似模擬材料的復合多維度裂隙的注漿效果研究，實驗室條件相對于隱蔽工程現場而言，雖可借助相關監測設備和分析軟件對注漿效果進行探究，但研究成果與工程現場的注漿效果仍有一定差異，無法真實還原現場注漿的可視化效果，鑒于當前測試方法及設備所限，上述工程問題一直困擾著相關領域工程技術人員和科研人員，而難以得到行之有效的解決方法。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種用于模擬分析裂隙巖體注漿顆粒堆積效果的實驗方法。為解決上述技術問題，本發明采用了下列技術方案：

一種用于模擬分析裂隙巖體注漿顆粒堆積效果的實驗方法如下：

(1)、基于某一特定工程地質條件打鉆取芯，對巖芯裂隙進行分析，獲取巖體裂隙賦存參數；

(2)、首先，準備壓力表、液體流量計、注漿管和高剛度高強度透明亞克力；其次，將所述亞克力材料制作剛性板和方形滲流管，將兩塊剛性板上下對稱設置在方形滲流管中部，將剛性板一端通過柔性橡膠與滲流管內壁連接，將剛性板另一端懸空設置，在所述剛性板懸空的一側設置有剛性壓板，將剛性壓板通過可調旋鈕設置在滲流管上，將可調旋鈕貫穿滲流管并抵接在剛性壓板上，將剛性壓板與剛性板連接；最后，將壓力表設置在注漿管的上游端，將流量計設置在注漿管的上游端和下游端，將滲流管設置在注漿管的中部，所述注漿管橫截面為圓形，將滲流管兩端通過偏心天方地圓連接件與注漿管連接，形成實驗裝置；

(3)、基于步驟1中某一特定裂隙參數，通過可調旋鈕調控上、下兩剛性板活動端間距d，用以模擬巖體裂隙張開度參數；通過調控滲流管與水平面夾角α用以模擬巖體裂隙的傾角賦存參數；

(4)、設置固相比和固液比為定值，制備固相組分不同粒徑條件下的多組分注漿混合液體；

(5)、通過壓力表設置給定注漿壓力為一定值P，將固相組分為不同粒徑的注漿混合液注入實驗裝置入口，所述柔性橡膠起到密封作用，防止漿液從剛性板和滲流管之間流進出口端；

(6)、通過入口端流量計和出口端流量計分別監測不同粒徑的多組分注漿混合液累計流量Q₀、Q₁和瞬時流量q₁，并進行記錄；

(7)、分析注入不同粒徑的多組分注漿混合液條件下瞬時q₁的變化，當q₁始終為一恒定值時，說明注漿固相粒徑較小，不能對裂隙形成封堵，無法達到注漿堵水效果；當q₁逐漸減小時，說明此種固相粒徑下的多組分注漿混合液在裂縫處出現堆積，q₁的減小表征著裂隙的滲透率的降低和注漿效果的增加；