一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及隧道及地下工程渗透注浆过程中介质对浆液渗滤效应研究，尤其是一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置。装置包括：两端开口的透明的玻璃管，玻璃管上设有刻度，两端开口内设置橡胶塞，橡胶塞为中空内设通孔，通孔内穿入短钢管，一端的短钢管与注浆胶管连接，另一端与外部溢浆管连接；台架包括支腿、平台板、夹持钢板、垫块；平台板设置在支腿上；平台板上设置有若干组距离不同的螺栓孔，每两块夹持钢板为一组，夹持钢板与平台板上的螺栓孔通过螺栓连接，垫块垫设在所述平台板与玻璃管之间。本申请能够记录浆液渗透过程中的扩散距离、时间，并测试其渗滤效应下的粘度变化及结石体强度变化，安装使用方便，观察直观。

An experimental device for study on seepage effect of infiltration grouting

The utility model relates to the study of the seepage effect of the medium on the slurry in the process of the seepage grouting of the tunnel and the underground engineering, in particular to an experimental device for the study of the seepage effect of the seepage grouting. The device includes: a transparent glass tube with openings at both ends, a scale is set on the glass tube, a rubber plug is set in the openings at both ends, a through hole is set in the hollow rubber plug, a short steel tube is penetrated into the through hole, a short steel tube at one end is connected with the grouting rubber tube, and the other end is connected with the external overflow pipe; the platform includes a support leg, a platform plate, a clamping steel plate and a cushion block; the platform plate is set on the support leg; the platform plate There are several groups of bolt holes with different distances, each two clamping steel plates are a group, the clamping steel plate and the bolt holes on the platform plate are connected by bolts, and the cushion block is arranged between the platform plate and the glass tube. The application can record the diffusion distance and time in the process of slurry penetration, and test the viscosity change and stone strength change under the seepage effect. It is convenient to install and use, and intuitive to observe.

【技术实现步骤摘要】
一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置
本技术涉及一种隧道及地下工程渗透注浆过程中介质对浆液渗滤效应研究，尤其是能直观展示浆液渗透过程，并且可以方便地检测渗滤效应下浆液粘度以及含量的空间变化的装置。
技术介绍
渗滤效应广泛存在于岩土工程渗透注浆加固技术中。所谓注浆，是指通过液压、气压等方式，利用钻设注浆孔或预设装置将某些能够凝固的浆液注入到岩土体介质中，浆液通过充填、渗透、劈裂、压密等形式在其内部扩散，驱赶空隙介质中的空气和水等而替换之，通过岩土体自身密度增大及浆液的胶凝作用，使被注岩土体形成强度、抗渗性能、稳定性均得到大幅提高的新结构体。根据浆液对土体的作用机理、注浆压力以及浆液的运动形式等，通常将注浆划分为渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆三种形式，其中，压密注浆是用较高的压力将浓度很大的水泥浆液灌入钻孔中，并在注浆处形成浆泡，浆泡挤压周围土体，导致土体密度增大，从而起到加固地层的作用。而劈裂注浆则是采用高压注浆工艺，将水泥或化学浆液注入地层，使土体发生剪切裂缝，浆液则沿裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方渗入，形成加固土体的网络或骨架。这两种注浆工法虽能有效加固地层，但会破坏土体骨架结构，导致土体发生明显变形。由于城市地下管线以及地面道路、建筑物众多，对地层不均匀沉降或隆起敏感，以上两种注浆工法显然并不适合应用在城市地下工程施工中。而渗透注浆是在不改变土体骨架的前提下，通过较小的注浆压力将水泥浆液或化学浆液注入地层中，浆液通过土体颗粒之间的孔隙进行渗透，最终形成具有一定强度的结石体，从而起到加固地层的目的。由于不破坏土体结构，渗透注浆工法广泛应用于城市地下工程中。渗透注浆过程中，存在渗滤现象，或者渗滤效应，所谓渗滤，是指浆液通过砂土介质渗透过程中，介质中的砂土颗粒如同筛子一样会过滤掉浆液中的水，留置浆液中悬浮的水泥颗粒，导致水泥颗粒在介质浅层积聚，无法深入到土层内部，使渗透路径上的浆液粘度以及最终形成的结石体密度、强度等参数呈现空间变化的特点。为研究这种变化，需要专门设计一套试验设备和试验方法。目前，国内研究渗滤效应，多是进行理论公式推导，并对其中某些物理参数进行假设，并没有专门的试验去研究渗滤效应下的相关物理量变化规律。经过研究，现设计的这套试验装置及试验方法，可以实现以上目标。
技术实现思路
本技术的目的为解决以上问题，设计一种用于模拟隧道及地下工程渗透注浆过程中介质对浆液渗滤效应，尤其是能直观展示浆液渗透过程，并且可以方便地检测渗滤效应下浆液粘度以及抗压强度等物理量的空间变化的装置。实现本技术目的的技术方案是：一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置，包括：两端开口的透明的玻璃管，该玻璃管用以盛装试验用的注浆砂土介质、作为一维渗透注浆路径；且在玻璃管上设有刻度，该刻度用以观察和记录注浆过程中浆液锋面的扩散距离，并通过记录渗透时间确定浆液锋面的扩散速度；玻璃管的两端开口内设置橡胶塞，该橡胶塞为中空结构、预留通孔，该橡胶塞用以封口；橡胶塞的通孔内穿入短钢管，且一端的短钢管与外部注浆胶管连接，用以于注浆，另一端的短钢管与外部溢浆管连接，用以于收集经过玻璃管渗滤后流出的浆液；台架，包括支腿、平台板、夹持钢板、垫块；所述平台板设置在所述支腿上；所述平台板上设置有若干组距离不同的螺栓孔；每两块所述夹持钢板为一组，该夹持钢板与平台板上的螺栓孔通过螺栓连接；所述垫块垫设在所述平台板与所述玻璃管之间。进一步的，所述玻璃管包括长度不一的多根玻璃管，用以收集沿渗透路径不同长度位置处的浆液。进一步的，所述玻璃管为高强度有机玻璃管。进一步的，所述夹持钢板为倒T型钢板。进一步的，所述橡胶塞为楔形结构，具有窄口状的圆台和宽口状的圆台。进一步的，所述玻璃管长度为20cm、40cm、60cm、80cm和100cm，所述玻璃管截面规格为内径5-10cm，外径6-11cm，壁厚5mm；所述短钢管孔径大小为1-3cm。进一步的，所述橡胶塞宽口圆台直径6-11cm，高度2-4cm，通孔直径1-3cm；所述橡胶塞窄口圆台直径4-9cm，高度2-4cm，通孔直径1-3cm。进一步的，所述短钢管外径1-3cm，内径0.6-2.6cm，壁厚2mm。进一步的，所述短钢管中与外部溢浆管连接的一端包裹有筛网，该筛网为0.075-0.5mm方孔的筛网。本技术的优点在于：本设计的装置可以适应中粗砂、粗砂、粉细砂等不同类型的砂土介质、水泥浆或水泥-水玻璃双液浆等不同注浆材料的一维注浆模拟试验，能够在记录浆液扩散距离、时间的同时收集并测试其粘度，通过数据分析得到渗滤效应下浆液粘度在一维渗透路径上的变化函数，粘度测试完毕后可方便的取出结石体加工成试件，进行抗压强度测试等。附图说明图1为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的一维注浆玻璃管结构示意图。图2为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的组装状态结构示意图。图3为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的平台板螺栓孔位置分布结构示意图。图4为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的夹持钢板结构示意图。图5为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的夹持钢板1-1剖面结构示意图。图6为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的夹持钢板2-2剖面结构示意图。图7为本技术的渗透注浆渗滤效应研究的试验装置的夹持钢板3-3剖面结构示意图。图中编号代表：1-短钢管；2-橡胶塞；3-玻璃管；4-砂土介质；5-垫块；6-平台板；7-螺栓；8-夹持钢板；9-支腿；10-注浆胶管；11-筛网；12-溢浆管；13-浆液；14-烧杯；15-圆形螺栓孔；16-方形螺栓孔。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。本设计为解决其技术问题所采用的技术思路是：采用两端开口的透明玻璃管3作为一维渗透注浆路径。玻璃管3透明，其上刻有刻度，可观察和记录注浆过程中浆液13锋面的渗透速度、时间以及扩散距离。为深入研究浆液13渗透过程中，沿渗透路径不同位置处的浆液粘度空间变化，方便收集到指定点处的浆液13，玻璃管3设计为长度不一的多根玻璃管3配合使用，本技术设计玻璃管3长度为20cm、40cm、60cm、80cm和100cm，当然也可以是其他尺寸。其截面规格为：内径5-10cm，外径6-11cm，壁厚5mm；所述短钢管孔径大小为1-3cm。玻璃管3两端用中空橡胶塞2封口，短钢管1穿入橡胶塞2孔中并与注浆胶管10连接，以便于注浆。为使橡胶塞2有良好的密封性能且方便装卸，其形状设计为有窄口和宽口的圆台形状。其尺寸为宽口圆台直径6-11cm，高度2-4cm，通孔直径1-3cm。窄口圆台直径4-9cm，高度2-4cm，通孔直径1-3cm。玻璃管3不能单独使用，需为其设计专门安置台架，本技术设计的试验台架可以适应不同长度的玻璃管3注浆要求。方案如下：在一块钢板上指定位置打孔，孔位能保证夹住玻璃管3两端的夹板固定在指定位置。通过夹板移动以适应不同长度玻璃管3注浆要求。夹板指定位置设计有孔，方便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置，其特征在于，包括：两端开口的透明的玻璃管(3)，该玻璃管(3)用以盛装试验用的注浆砂土介质(4)、作为一维渗透注浆路径；且在玻璃管(3)上设有刻度，该刻度用以观察和记录注浆过程中浆液(13)锋面的扩散距离，并通过记录渗透时间确定浆液(13)锋面的扩散速度；玻璃管(3)的两端开口内设置橡胶塞(2)，该橡胶塞(2)为中空结构、预留通孔，该橡胶塞(2)用以封口；橡胶塞(2)的通孔内穿入短钢管(1)，且短钢管(1)的一端与外部注浆胶管(10)连接，用以于注浆，短钢管(1)的另一端与外部溢浆管(12)连接，外部溢浆管(12)管口下方放置一个烧杯(14)，用以于收集经过玻璃管(3)渗滤后流出的浆液(13)；台架，包括支腿(9)、平台板(6)、夹持钢板(8)、垫块(5)；所述平台板(6)设置在所述支腿上；所述平台板(6)上设置有若干组距离不同的螺栓孔；每两块所述夹持钢板(8)为一组，该夹持钢板(8)与平台板(6)上的螺栓孔通过螺栓(7)连接；所述垫块(5)垫设在所述平台板(6)与所述玻璃管(3)之间。

【技术特征摘要】
1.一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置，其特征在于，包括：两端开口的透明的玻璃管(3)，该玻璃管(3)用以盛装试验用的注浆砂土介质(4)、作为一维渗透注浆路径；且在玻璃管(3)上设有刻度，该刻度用以观察和记录注浆过程中浆液(13)锋面的扩散距离，并通过记录渗透时间确定浆液(13)锋面的扩散速度；玻璃管(3)的两端开口内设置橡胶塞(2)，该橡胶塞(2)为中空结构、预留通孔，该橡胶塞(2)用以封口；橡胶塞(2)的通孔内穿入短钢管(1)，且短钢管(1)的一端与外部注浆胶管(10)连接，用以于注浆，短钢管(1)的另一端与外部溢浆管(12)连接，外部溢浆管(12)管口下方放置一个烧杯(14)，用以于收集经过玻璃管(3)渗滤后流出的浆液(13)；台架，包括支腿(9)、平台板(6)、夹持钢板(8)、垫块(5)；所述平台板(6)设置在所述支腿上；所述平台板(6)上设置有若干组距离不同的螺栓孔；每两块所述夹持钢板(8)为一组，该夹持钢板(8)与平台板(6)上的螺栓孔通过螺栓(7)连接；所述垫块(5)垫设在所述平台板(6)与所述玻璃管(3)之间。2.如权利要求1所述的一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置，其特征在于：所述玻璃管(3)包括长度不一的多根玻璃管(3)，用以收集沿渗透路径不同长度位置处的浆液(13)。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆磊，崔蓬勃，孙源，卜新宝，关岳卓尔，李文江，韩现民，张全秀，康雪军，马识途，刘雨濛，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，石家庄铁道大学，石家庄市轨道交通有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32