饱和粉细砂层诱导注浆实验模型及实验方法技术

饱和粉细砂层诱导注浆实验模型及实验方法，属于地基与岩土工程研究领域。实验模型包括：模型系统、注浆控制系统、负压诱导系统、智能监测系统四部分组成；提出了诱导注浆的原理；本发明专利技术通过改变压力、注浆方式、注浆时间、砂层结构和浆液成份等条件，来监测不同孔隙度、水压、流速、时间、稠度和在不同动水流态条件下浆液扩散规律，研究注浆过程中监测浆液扩散、流速变化、渗压分布和能量损耗等相关信息。本发明专利技术是对在饱和沙土地基，通过负压诱导的方式，可以定向注浆和定向加固地基，加固地基的范围和效果可以根据工程的需要，根据诱导注浆原理来实现。

Experimental model and method of induced grouting in saturated silty fine sand layer

【技术实现步骤摘要】
饱和粉细砂层诱导注浆实验模型及实验方法
：本专利技术涉及一种地基注浆加固处理技术，适用于地铁等地下工程饱和砂土地基加固与止水，属于地基与岩土工程研究领域。
技术介绍
：粉砂细层是指粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50％，且粒径大于0.25mm的颗粒质量小于总质量50％的砂土地层，属第四纪时期所形成的松散沉积物，分布十分广泛。粉砂细天然状态下，胶结性差，结构松散，承载力较低，在自重的作用下即可被压密，粉细砂层的密度随埋深增大而变大，粉细砂属中等透水性地层，其渗透系数为6×104～6×103cm/s，粉细砂不均匀系数一般不大于5。饱和粉细砂位于潜水位以下，饱含水，渗透破坏形式主要为流土，随后发生流砂现象，破坏滑移时往往是瞬间的，难于控制。随着地下空间的大量开发和利用，地铁等大量地下工程穿越饱和粉细砂层，施工过程中易产生坍塌，涌沙等灾害，对其进行行预加固处理是十分必要的。注浆是对软弱地层加固的常用手段，国内外学者进行了大量的工程试验和理论研究，通过造孔，将注浆浆液注入围岩中，在一定注浆压力使浆液向围岩的裂隙扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种饱和粉细砂层诱导注浆实验模型，其特征在于，饱和粉细砂层诱导注浆实验模型包括：模型系统(1)、注浆控制系统(2)、负压诱导控制系统(3)、智能监测系统(4)四部分组成；各个系统的组成如下：/n其中模型系统(1)包括模型槽(1.1)和位于模型槽内的试验土体(1.2)；/n所述模型槽(1.1)包括：有机玻璃材质的模型槽板(1.1.1)，模型槽加固条型钢(1.1.2)和橡胶密封垫(1.1.3)；/n所述试验土体(1.2)自下而上依次包括：粉细沙层(1.2.3)，黏土止水层(1.2.2)和土工膜(1.2.1)；/n其中注浆系统(2)包括依次连接的注浆泵(2.1)、注浆压力控制器(2.2)、加压箱...

【技术特征摘要】
1.一种饱和粉细砂层诱导注浆实验模型，其特征在于，饱和粉细砂层诱导注浆实验模型包括：模型系统(1)、注浆控制系统(2)、负压诱导控制系统(3)、智能监测系统(4)四部分组成；各个系统的组成如下：
其中模型系统(1)包括模型槽(1.1)和位于模型槽内的试验土体(1.2)；
所述模型槽(1.1)包括：有机玻璃材质的模型槽板(1.1.1)，模型槽加固条型钢(1.1.2)和橡胶密封垫(1.1.3)；
所述试验土体(1.2)自下而上依次包括：粉细沙层(1.2.3)，黏土止水层(1.2.2)和土工膜(1.2.1)；
其中注浆系统(2)包括依次连接的注浆泵(2.1)、注浆压力控制器(2.2)、加压箱(2.3)、注浆控制阀(2.6)，采用金属注浆管(2.4)连接，金属注浆管(2.4)最后连接的预埋注浆管(2.5)伸入到试验土体(1.2)内；
其中负压诱导控制系统(3)包括依次连接的负压泵(3.1)、负压诱导排水负压力控制器(3.2)、抽水控制阀(3.5)，采用金属排水管(3.3)连接，最后连接预埋负压管(3.4)伸入到试验土体(1.2)内；或采用多个抽水控制阀(3.5)并联，每个并联管路最后各连接一个预埋负压管(3.4)伸入到试验土体(1.2)内和抽水控制阀(3.5)；
其中智能监测系统(4)包括位于试验土体(1.2)内的各种传感器(4.1)，注浆系统(2)管路上设置的注浆压力计(4.2)，负压诱导控制系统(3)管路上设置的负压压力计(4.3)，智能检测采集器(4.4)和系统监测平台(4.5)；各传感器(4.1)、注浆压力计(4.2)和负压压力计(4.3)均通过智能检测采集器(4.4)与系统监测平台(4.5)连接；
所述试验土体内分别预埋注浆管(2.5)和预埋负压管(3.4)，预埋注浆管(2.5)和预埋负压管(3.4)，采用透明玻璃管，预埋注浆管(2.5)管子末端设置一定数量的圆形注浆孔，在高压状态下向外喷射注浆浆液，在预埋负压管(3.4)管子末端设置一定数量的圆形滤孔，外包滤网，过滤沙粒和进行负压排水。


2.按照权利要求1所述的一种饱和粉细砂层诱导注浆实验模型，其特征在于，所述的各种传感器(4.1)包括孔隙水应力传感器，温度传感器，土压力传感器，流速传感器等。


3.按照权利要求1所述的一种饱和粉细砂层诱导注浆实验模型，其特征在于，模型槽是采用透明有机玻璃钢板(1.1.1)拼接而成的，采用型钢加固条(1.1.2)固定连接，防止模型槽产生变形，橡胶密封垫(1.1.3)密封模型槽的上口；模型槽内分层填入试验用土体粉细沙层分别采用机制石英砂或者河沙，分层间采用黏土止水层(1.2.2)和土工膜(1.2.1)进行分层止水。


4.按照权利要求1所述的一种饱和粉细砂层诱导注浆实验模型，其特征在于，模型系统：模型系统包括模型槽和土体两部分，之后的整个注浆实验在模型系统中完成；为能够观察到实验槽内的浆液(5.1)和水(5.2)流动情况、注浆过程和注浆效果，模型槽(1.1)的槽身根据沙子颗粒大小和浆液(5.1)颗粒大小，依据相似定律确定模型的比例和注浆参数，采用透明的有机玻璃板(1.1.1)制作，槽体长为L，宽为B，高为H，其具体尺寸符合相似比例。


5.按照权利要求1所述的一种饱和粉细砂层诱导注浆实验模型的实验方法，其特征在于，在注浆控制系统(2)中由注浆泵(2.1)提供足够的规定成分和比例的注浆浆液(5.1)，在注浆压力控制器(2.2)的控制下，注入加压箱(2.3)，形成稳定的压力和浆液体，由注浆控制阀(2.6)控制注浆时间，注浆压力，通过预埋注浆管(2.5)对土体进行注浆，浆液经注浆管进入土体，形成一定范围的正压力圈，在一定压力(负压诱导系统)诱导下沿规定的方向，向土体中扩散和运移，形成滞留体和加固土体(5.3)；
负压诱导控制系统(3)由负压泵(3.1)，抽水控制阀(3.5)和诱导排水负压力控制器(3.2)提供稳定的负压力，由负压压力计(4.3)控制负压的大小和时间，在预埋负压管(3.4)中形成液体(水体(5.2))诱导负压力，将土体中的水在负压状态下吸出，形成土体中一定范围的负压力圈，诱导正压力下的浆液向负压方向运移，形成滞留体和加固土体(5.3)；
当土体中任一点的浆液扩散正压力和诱导负压力之差大于浆液在土体中的流动阻力时，浆液将沿规定的诱导方向扩散和运移，并在压力控制下在土体中形成滞留体和加固土体(5.3)。


6.按...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海山，邓洪亮，张维，李凌宜，王守凡，李勃亨，丁春福，王迪，马岩，李萌萌，顾磊，郑健，焦志杰，何彬，时光，
申请(专利权)人：北京市政路桥股份有限公司，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11