后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置及方法，该装置包括试验舱、围压系统和注浆系统，用于评价注浆效果；采用模拟实验装置，通过设计不同注浆参数的平行试验，丰富深部土体袖阀管注浆加固理论，明确该地层关于袖阀管注浆加固的最优技术参数。本发明专利技术的方法可有效还原现场、变换任意因子进行对比研究，有效打破对深部地层注浆加固效果评价的局限，广泛用于不同深部土层的袖阀管注浆加固的试验模拟中。

【技术实现步骤摘要】
后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置及方法
本专利技术属于地层注浆加固
，具体涉及后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置及方法。
技术介绍
袖阀管注浆是目前处理软性土压缩性的一种比较先进的方法，它能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法与压密注浆法的优点，袖阀管注浆加固可针对二、三十米的深部地层。为达到设计合理、效果可靠的最优应用，深部地层的袖阀管注浆在实施前需要进行现场试验，首先在现场圈定一小块区域，设计试验孔的位置，钻机开孔，泥浆护壁，注入套壳料，下袖阀管，深部土体注浆，然而对深部地层注浆加固效果的评价存在不少局限：试验场地只能进行一次注浆试验，难以对试验各影响因子有全面的把握；实验结束后钻孔取芯只能看到局部的极有限浆脉情况；注水检测试验则存在深部土体的隐蔽性伴生的较多肉眼不可见的未知因素。因此，如何设计一种区别现场试验的模拟试验，模拟土体地应力情况，允许变换任意因子对土体注浆对比试验，能直观肉眼可见深部土体袖阀管注浆效果，并能据此做进一步试验检测评价袖阀管注浆效果，丰富深部土体袖阀管注浆加固理论，一直是亟待解决的技术问题。所以迫切需要一种还原现场、变换任意因子对比研究、注浆后评价的深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置及方法，解决了上述
技术介绍
中注浆试验次数限制、浆脉观察范围有限、难以综合评价效果等问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，包括试验舱、围压系统和注浆系统；所述试验舱为柱状的土体模型，所述土体模型由勘测地相同土体类型经重塑还原形成；所述围压系统包括底座、反力缸、乳胶隔膜、透水石板和注浆孔；所述反力缸为中空柱体，设置于底座上，所述透水石板可拆装地盖设于反力缸的上端部；所述反力缸内设置有试验舱，所述试验舱的外侧壁包覆有乳胶隔膜；所述乳胶隔膜、反力缸内壁、透水石板和底座包围形成压力室，所述压力室内填充有液压油；所述透水石板与试验舱顶部连接，所述注浆孔的孔体由上至下贯穿透水石板并深入土体模型，且孔体深度达土体模型高度的一半；所述注浆系统包括定孔管、套壳料、袖阀管和注浆设备；所述定孔管用于形成注浆孔，所述套壳料设置于注浆孔内，所述袖阀管设置于套壳料内，所述注浆设备设置于围压系统外部并与袖阀管连通，用于向袖阀管内注浆。在本专利技术一较佳实施例中，所述反力缸设有进油口和出油口，所述进油口设置于反力缸的底部并与外部液压加压设备连通，所述出油口设置于反力缸的对侧顶部。在本专利技术一较佳实施例中，所述透水石板上开设有贯穿孔，所述贯穿孔与开设于土体模型的孔体连通。在本专利技术一较佳实施例中，所述贯穿孔包括一设置于透水石板中心的中心孔，其余贯穿孔呈梅花状地围绕中心孔等角度间隔分布。在本专利技术一较佳实施例中，所述定孔管的底部为圆锥形封闭状，所述注浆孔的末端呈圆锥形。在本专利技术一较佳实施例中，所述土体模型为圆柱体，所述反力缸为中空圆柱，所述透水石板为圆板。本专利技术还提供了后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验方法，包括如下步骤：(1)建立试验舱的土体模型：通过地质勘察确定地层情况，取自相同土体类型，重塑还原现场地层情况，形成试验舱的土体模型；(2)建立围压系统：将所述土体模型的外侧面用乳胶隔膜包围，之后放置于底座上的反力缸内，所述乳胶隔膜与反力缸内侧留有一定间隙；取开设有贯穿孔的透水石板盖设于反力缸上，保证透水石板与土体模型的顶部连接，且透水石板、反力缸内壁、乳胶隔膜、底座包围形成压力室；在所述压力室内充满液压油，根据待加固的深部地层的地应力对土体模型加压，完成围压系统的建立；(3)注浆加固：将定孔管穿过透水石板，竖直插入土体模型至其一半深度，形成注浆孔；当土体模型的应力达到预定值，定孔管随着套壳料的注入慢慢抽出，直至定孔管完全抽出，套壳料也灌满注浆孔内；随后立即下入袖阀管，竖直居中固定于套壳料内，待套壳料凝至规定强度，通过注浆设备先袖阀管内逐步注浆；(4)后评价：待注浆加固完毕后，降下液压，卸下透水石板和底座，裸露袖阀管注浆加固后的土体模型，剥离浆脉或者开展轴压试验，评价注浆效果；进而通过设计不同注浆参数的平行试验，明确该地层关于袖阀管注浆加固的最优技术参数。在本专利技术一较佳实施例中，所述定孔管的底部呈圆锥封闭状。在本专利技术一较佳实施例中，所述反力缸设有进油口和出油口，所述进油口设置于反力缸的底部，所述出油口设置于反力缸的对侧顶部。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：本专利技术所述的模拟装置与模拟方法应用于深部土体的袖阀管注浆试验，模拟装置采用液压加压模拟土体地应力情况，允许变换任意因子对土体注浆进行对比试验，能直观肉眼可见深部土体袖阀管注浆效果，并据此做进一步试验检测评价袖阀管注浆效果，丰富深部土体袖阀管注浆加固理论。本专利技术可应用于有关袖阀管注浆的模拟试验，适用性强，操作易于实现，为深部土体的袖阀管注浆试验提供一种新的模拟思路。附图说明图1为本专利技术围压系统俯视图。图2为本专利技术下套壳料前的装置剖视图。图3为本专利技术下套壳料后的装置剖视图。图4为本专利技术注浆设备结构示意图。其中，箭头表示液压油加压方向。具体实施方式实施例1请查阅图1-3，本实施例的后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，包括试验舱1、围压系统和注浆系统；所述试验舱1为柱状的土体模型，通过地质勘察确定地层情况，土体模型取自相同土体类型，并进一步实验室重塑，还原现场地层情况；所述围压系统包括底座4、反力缸53、乳胶隔膜51、透水石板3和注浆孔；所述反力缸53为中空柱体，设置于底座4上，所述透水石板3可拆装地盖设于反力缸53的上端部；所述反力缸53内设置有试验舱1，所述试验舱1的外侧壁包覆有乳胶隔膜51，乳胶隔膜51包围了土体模型的整个柱体侧面，具有弹性；所述乳胶隔膜51、反力缸53内壁、透水石板3和底座4包围形成压力室52，所述压力室52内填充有液压油，根据待加固的深部地层的地应力对土体模型加压；所述反力缸53设有进油口54和出油口55，所述进油口54设置于反力缸53的底部并与外部液压加压设备连通，所述出油口55设置于反力缸53的对侧顶部。所述透水石板3与试验舱1顶部连接，所述注浆孔的孔体由上至下贯穿透水石板3并深入土体模型，且孔体深度达土体模型高度的一半；所述注浆孔包括透水石板3上开设有贯穿孔31，和开设于土体模型的下部孔体，所述注浆孔的末端呈圆锥形；所述注浆系统包括定孔管21、套壳料22、袖阀管和注浆设备6；所述定孔管21的底部为圆锥形封闭状，用于形成注浆孔，所述套壳料22设置于注浆孔内，所述袖阀管设置于套壳料22内，所述注浆设备6设置于围压系统外部并与袖阀管连通，用于向袖阀管内注浆，所述注浆设备6上设有压力表。在本实施例中，所述土体模型为圆柱体，所述反力缸53为中空圆柱，所述透水石板3为圆板，且透水石板3、底座4与反力缸53纸件可拆装地连接，，为注浆加固后裸露土体模型提供可能。本实施例采用七孔透水石圆板，圆板上的贯穿孔31包括一设置于透水石板3中心的中心孔，其余6个贯穿孔31呈梅花状地围绕中心孔等角度间隔分布。其透水性为模拟注浆时孔隙水压力消散提供通道，更符合实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：包括试验舱、围压系统和注浆系统；所述试验舱为柱状的土体模型，所述土体模型由勘测地相同土体类型经重塑还原形成；所述围压系统包括底座、反力缸、乳胶隔膜、透水石板和注浆孔；所述反力缸为中空柱体，设置于底座上，所述透水石板可拆装地盖设于反力缸的上端部；所述反力缸内设置有试验舱，所述试验舱的外侧壁包覆有乳胶隔膜；所述乳胶隔膜、反力缸内壁、透水石板和底座包围形成压力室，所述压力室内填充有液压油；所述透水石板与试验舱顶部连接，所述注浆孔的孔体由上至下贯穿透水石板并深入土体模型，且孔体深度达土体模型高度的一半；所述注浆系统包括定孔管、套壳料、袖阀管和注浆设备；所述定孔管用于形成注浆孔，所述套壳料设置于注浆孔内，所述袖阀管设置于套壳料内，所述注浆设备设置于围压系统外部并与袖阀管连通，用于向袖阀管内注浆。

【技术特征摘要】
1.后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：包括试验舱、围压系统和注浆系统；所述试验舱为柱状的土体模型，所述土体模型由勘测地相同土体类型经重塑还原形成；所述围压系统包括底座、反力缸、乳胶隔膜、透水石板和注浆孔；所述反力缸为中空柱体，设置于底座上，所述透水石板可拆装地盖设于反力缸的上端部；所述反力缸内设置有试验舱，所述试验舱的外侧壁包覆有乳胶隔膜；所述乳胶隔膜、反力缸内壁、透水石板和底座包围形成压力室，所述压力室内填充有液压油；所述透水石板与试验舱顶部连接，所述注浆孔的孔体由上至下贯穿透水石板并深入土体模型，且孔体深度达土体模型高度的一半；所述注浆系统包括定孔管、套壳料、袖阀管和注浆设备；所述定孔管用于形成注浆孔，所述套壳料设置于注浆孔内，所述袖阀管设置于套壳料内，所述注浆设备设置于围压系统外部并与袖阀管连通，用于向袖阀管内注浆。2.根据权利要求1所述的后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：所述反力缸设有进油口和出油口，所述进油口设置于反力缸的底部并与外部液压加压设备连通，所述出油口设置于反力缸的对侧顶部。3.根据权利要求1所述的后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：所述透水石板上开设有贯穿孔，所述贯穿孔与开设于土体模型的孔体连通。4.根据权利要求3所述的后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：所述贯穿孔包括一设置于透水石板中心的中心孔，其余贯穿孔呈梅花状地围绕中心孔等角度间隔分布。5.根据权利要求1所述的后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：所述定孔管的底部为圆锥形封闭状，所述注浆孔的末端呈圆锥形。6.根据权利要求1所述的后评价深部土体袖阀管注浆加固的模拟试验装置，其特征在于：所述土体模型为圆柱体...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖朝昀，肖至慧，蔡奇鹏，陈星欣，苏世灼，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35