本发明专利技术涉及一种模拟海上风机注浆加固的试验装置，试验装置包括水槽和使用时放置在水槽内的筒组件，水槽用于盛装海水；筒组件包括内筒和套装在内筒外部的外筒，内、外筒配合形成环形空间，所述内筒用于模拟风电基础，所述外筒用于模拟加固套筒，所述内筒为一体式结构；筒组件还包括上封堵件和下封堵件，上、下封堵件用于封闭所述环形空间的上下端，以与内、外筒配合形成封闭的注浆内腔；筒组件还包括注浆管，注浆管一端与所述注浆内腔相连，另一端用于与注浆设备相连，以向注浆内腔中注入高聚物浆液。高聚物浆液在此环境下反应所形成的加固体更加接近于实际工况，为后续的各种试验提供了很好的基础。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟海上风机注浆加固的试验装置
本专利技术涉及一种模拟海上风机注浆加固的试验装置。
技术介绍
近年来，随着经济的快速发展，人们对能源的需求越来越多，石油、煤炭等化石能源的使用使全球气候变暖不断加剧。为缓解这一状况，风能、太阳能等清洁能源的研究逐渐成为热点，特别是风电。沿海地区多为经济发达的城市，用电量大、能源消耗快，而我国海域辽阔，拥有丰富的海洋风电资源，海洋风电已得到大规模发展。常规的海洋风电基础有重力式、桩承台结构、单桩结构、三角架结构等，其中单桩结构适用于水深为0-25米的大多数海床。但受海水侵蚀及风力振动的影响，往往需要对海上风电基础进行定期加固维护。常规的方法是在基础周围设置围堰，抽取围堰内海水后浇筑混凝土进行加固，待混凝土凝固后可拆除围堰，但是这种方式耗时耗力。随着非水反应类高分子聚合物注浆材料（以下简称为高聚物浆液）的出现，防水加固工程得到了突飞猛进的发展，这得益于高聚物浆液的无水反应、膨胀力大、早强性、抗震性、耐腐蚀性能优良，为海上风电基础的快速加固提供了新思路，但是每一种施工工艺的提出到推广应用之前都需要多次模型试验的验证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模拟海上风机注浆加固的试验装置，以模拟高聚物注浆加固的真实使用环境。为实现上述目的，本专利技术所提供的模拟海上风机注浆加固的试验装置的技术方案是：一种模拟海上风机注浆加固的试验装置，包括：水槽和使用时放置在水槽内的筒组件，水槽用于盛装海水；筒组件包括内筒和套装在内筒外部的外筒，内、外筒配合形成环形空间，所述内筒用于模拟风电基础，所述外筒用于模拟加固套筒，所述内筒为一体式结构；筒组件还包括上封堵件和下封堵件，上、下封堵件用于封闭所述环形空间的上下端，以与内、外筒配合形成封闭的注浆内腔；注浆管，一端与所述注浆内腔相连，另一端用于与注浆设备相连，以向注浆内腔中注入高聚物浆液。有益效果：通过水槽内的海水来真实模拟海洋环境，内筒用来模拟风电基础，外筒用来模拟加固套筒，上、下封堵件为高聚物浆液提供了封闭的注浆内腔，给高聚物浆液进行反应加固提供了基础。本专利技术的试验装置能够真实模拟实际桩基加固时的环境，高聚物浆液在此环境下反应所形成的加固体更加接近于实际工况，为后续的各种试验提供了很好的基础。优选地，所述上封堵件和下封堵件为活动放置在所述环形空间内的环形布袋，环形布袋中可充入流体后涨开以与内筒、外筒贴合接触，在流体排出后可收缩而与内筒、外筒分离。通过向环形布袋中充入流体以及将环形布袋中的流体排出，来使环形布袋扩张和收缩，使用较为方便，也方便后续进行密封试验。优选地，筒组件还包括布置在两环形布袋相背一侧的限位环，所述限位环连接在外筒和内筒之间，所述限位环用于防止所述环形布袋被高聚物浆液挤出所述环形空间。一方面，限位环连接在外筒和内筒之间，能够提高筒组件的整体强度；另一方面，能够防止环形布袋被挤出，保证能够形成封闭的注浆内腔。优选地，试验装置还包括封装在环形空间上端和下端的盖板，所述盖板位于两环形布袋的相背一侧，所述盖板用于在环形布袋收缩后封闭环形空间；试验装置还包括连接在所述外筒上的进水管，进水管用于与水泵相连，以向由高聚物浆液形成的加固体的其中一端泵入液体；试验装置还包括出水管，进水管和出水管分置在所述加固体的两侧，所述出水管设于所述外筒上或相应端的盖板上，出水管用于将液体引导至称量部件中，以对经所述加固体渗出的液体进行称量。设置盖板以及进、出水管后，能够对加固体进行密封试验。优选地，所述盖板顶压在所述内筒和外筒的端面上；试验装置还包括拉紧两盖板的螺杆。通过螺杆来拉紧两个盖板，方便盖板的安装，有利于保证盖板与内筒、外筒的密封配合。优选地，所述盖板与内筒、外筒之间设有密封件。优选地，所述外筒包括沿周向分体布置的至少两个外筒分瓣，各外筒分瓣对合形成所述外筒；试验装置还包括用于箍紧各外筒分瓣的抱箍。外筒分体布置，方便进行拆装，便于对高聚物浆液反应后形成的加固体进行去除。优选地，试验装置包括止水结构，止水结构用于对各相邻外筒分瓣之间的缝隙进行封堵，以防止高聚物浆液渗漏。设置止水结构后能够防止高聚物浆液渗漏，保证试验正常进行。优选地，所述止水结构包括设于各相邻外筒分瓣周向端面的密封板放置槽，相邻外筒分瓣的所述密封板放置槽配合形成上下延伸的通孔，止水结构还包括插入通孔内的密封板，所述密封板与外筒分瓣贴合。优选地，所述注浆管设有至少两根，各注浆管均连接在所述外筒上；使用时，其中至少一根注浆管用于排气和/或排水，且该注浆管用于与注浆设备相连，以补注高聚物浆液。通过设置至少两根注浆管，一方面便于在一次注浆时排气和/或排水，另一方面方便进行二次补注高聚物浆液。附图说明图1为本专利技术所提供的模拟海上风机注浆加固的试验装置实施例1的示意图；图2为图1中环形布袋的示意图；图3为图1中外筒与抱箍的配合示意图；图4为本专利技术所提供的模拟海上风机注浆加固的试验装置实施例1中进行密封试验时的示意图（图中未显示吊耳和抱箍）；图5为图4中下盖板的示意图；图6为本专利技术所提供的模拟海上风机注浆加固的试验装置实施例10的示意图；附图标记说明：1、第一注浆设备；2、第一注浆管；3、水槽；4、锥形螺帽；5、筒组件；6、第一阀门；7、抱箍；8、内筒；9、外筒；91、外筒分瓣；92、密封板放置槽；93、密封板；10、排水管；11、第二阀门；12、注浆接头；13、吊耳；14、第二注浆管；15、第二注浆设备；16、海水；17、环形布袋；18、高强螺栓；19、高强螺帽；20、垫片；21、加固体；22、上盖板；23、密封件；24、螺杆；25、下盖板；26、出水管；27、天平；28、存水杯；29、水箱；30、抽水管；31、水泵；32、第三阀门；33、压力表；34、进水管；35、螺钉穿孔；36、出水孔；37、限位环；38、限位环固定螺钉。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟海上风机注浆加固的试验装置，其特征在于：包括：/n水槽（3）和使用时放置在水槽（3）内的筒组件（5），水槽（3）用于盛装海水（16）；/n筒组件（5）包括内筒（8）和套装在内筒（8）外部的外筒（9），内、外筒配合形成环形空间，所述内筒（8）用于模拟风电基础，所述外筒（9）用于模拟加固套筒，所述内筒（8）为一体式结构；/n筒组件（5）还包括上封堵件和下封堵件，上、下封堵件用于封闭所述环形空间的上下端，以与内、外筒配合形成封闭的注浆内腔；/n注浆管，一端与所述注浆内腔相连，另一端用于与注浆设备相连，以向注浆内腔中注入高聚物浆液。/n
【技术特征摘要】
1.一种模拟海上风机注浆加固的试验装置，其特征在于：包括：
水槽（3）和使用时放置在水槽（3）内的筒组件（5），水槽（3）用于盛装海水（16）；
筒组件（5）包括内筒（8）和套装在内筒（8）外部的外筒（9），内、外筒配合形成环形空间，所述内筒（8）用于模拟风电基础，所述外筒（9）用于模拟加固套筒，所述内筒（8）为一体式结构；
筒组件（5）还包括上封堵件和下封堵件，上、下封堵件用于封闭所述环形空间的上下端，以与内、外筒配合形成封闭的注浆内腔；
注浆管，一端与所述注浆内腔相连，另一端用于与注浆设备相连，以向注浆内腔中注入高聚物浆液。
2.根据权利要求1所述的模拟海上风机注浆加固的试验装置，其特征在于：所述上封堵件和下封堵件为活动放置在所述环形空间内的环形布袋（17），环形布袋（17）中可充入流体后涨开以与内筒（8）、外筒（9）贴合接触，在流体排出后可收缩而与内筒（8）、外筒（9）分离。
3.根据权利要求2所述的模拟海上风机注浆加固的试验装置，其特征在于：筒组件（5）还包括布置在两环形布袋（17）相背一侧的限位环（37），所述限位环（37）连接在外筒（9）和内筒（8）之间，所述限位环（37）用于防止所述环形布袋（17）被高聚物浆液挤出所述环形空间。
4.根据权利要求2所述的模拟海上风机注浆加固的试验装置，其特征在于：试验装置还包括封装在环形空间上端和下端的盖板，所述盖板位于两环形布袋（17）的相背一侧，所述盖板用于在环形布袋（17）收缩后封闭环形空间；
试验装置还包括连接在所述外筒（9）上的进水管（34），进水管（34）用于与水泵（31）相连，以向由高聚物浆液形成的加固体（21）的其中一端泵入液体；
试验装置还包括出水管（26），进水管（34）和出水...
【专利技术属性】
技术研发人员：石明生，李攀，王超杰，夏洋洋，吴旭波，陈洪良，赵线峰，赵玉琦，
申请(专利权)人：郑州大学，郑州安源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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