[發(fā)明專利]研究注漿與裂隙形貌交互影響的可視化測試裝置及方法

在審

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• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116625863A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李博;霍紅燕;唐敏;蔣宇靜
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/06;G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 和成

本發(fā)明公開了一種研究注漿與裂隙形貌交互影響的可視化測試裝置及方法，涉及模擬巖體注漿設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括：觀測模型，觀測模型包括兩個透明板，兩個透明板的一面上均設(shè)有多個爆破顆粒，爆破顆粒內(nèi)設(shè)有熒光溶液，兩個透明板上的爆破顆粒之間形成注漿通道；觀測臺，觀測模型放置于觀測臺上；監(jiān)測模塊，監(jiān)測模塊用于監(jiān)測爆破顆粒爆裂后流出的熒光溶液；注漿模塊，注漿模塊能夠與注漿通道的進漿口相連通，注漿模塊用于向注漿通道進行注漿；收集模塊，收集模塊能夠與注漿通道的出漿口相連通；控制模塊，監(jiān)測模塊和注漿模塊均與控制模塊電連接。本發(fā)明可以清楚地觀測漿液的沖刷對裂隙表面形貌的影響，得到裂隙表面形貌對漿液滲流特性的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬巖體注漿設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種研究注漿與裂隙形貌交互影響的可視化測試裝置及方法。

背景技術(shù)

天然巖體經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用，內(nèi)部發(fā)育有大量的裂隙，具有較強的滲透性，是地下水流動的主要運輸通道。地下水的活動是威脅施工安全、造成工程病害的重要因素。工程實踐證明，注漿是一種廣泛應(yīng)用的修復(fù)裂隙巖體、防止水滲入、提高圍巖穩(wěn)定性的重要手段。

漿液在巖體裂隙或孔隙中流動，因巖體結(jié)構(gòu)具有不同的裂隙和孔隙分布特征，導(dǎo)致其中漿液滲流的方式和途徑不同，從而產(chǎn)生不同的注漿效果。一般來說，由于地質(zhì)作用和環(huán)境作用，自然界中巖體的結(jié)構(gòu)面和巖石斷裂的表面是粗糙的。對于實際注漿工程來說，裂隙表面不均勻特性(粗糙度)引起的溝道效應(yīng)影響著漿體的滲透過程。然而，注漿工程具有極強的隱蔽性，而天然裂隙表面粗糙起伏，幾何形貌千差萬別，凸起物的成分十分復(fù)雜，因此亟需高精度的室內(nèi)模型試驗研究進行可視化研究。

天然巖體中的裂隙面在長期風(fēng)化作用下，其表面往往存在風(fēng)化層，這些風(fēng)化層具有強度低、易變形的特點。在實際注漿工程中，由于注漿作用的影響，漿液通過裂隙表面的風(fēng)化層，改變裂隙的表面形貌，反過來又能夠改變漿液的滲流特性。

然而，在注漿實驗過程中，漿液對裂隙表面形貌的影響以及表面形貌對漿液流動的影響難以進行觀測。

因此，亟需開發(fā)一種研究注漿與裂隙形貌交互影響的可視化測試裝置及方法，用于解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種研究注漿與裂隙形貌交互影響的可視化測試裝置及方法，用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，能夠同時觀測出漿液對裂隙表面形貌的影響以及表面形貌對漿液流動的影響。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明公開了一種研究注漿與裂隙形貌交互影響的可視化測試裝置，包括：

觀測模型，所述觀測模型包括兩個透明板，兩個所述透明板的一面上均設(shè)有多個爆破顆粒，所述爆破顆粒內(nèi)設(shè)有熒光溶液，兩個所述透明板上的所述爆破顆粒之間形成注漿通道；

觀測臺，所述觀測模型放置于所述觀測臺上；

監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊用于監(jiān)測所述爆破顆粒爆裂后流出的熒光溶液；

注漿模塊，所述注漿模塊能夠與所述注漿通道的進漿口相連通，所述注漿模塊用于向所述注漿通道進行注漿；

收集模塊，所述收集模塊能夠與所述注漿通道的出漿口相連通；

控制模塊，所述監(jiān)測模塊和所述注漿模塊均與所述控制模塊電連接。

優(yōu)選的，所述透明板為光學(xué)玻璃；

所述爆破顆粒的外殼是由海藻酸鈉與氯化鈣混合而成。

優(yōu)選的，所述監(jiān)測模塊包括攝像機和壓力傳感器，所述攝像機設(shè)置于所述觀測模型的上方，所述壓力傳感器設(shè)有兩個，兩個所述壓力傳感器分別設(shè)置于所述注漿通道的進漿口和出漿口處。