本发明专利技术涉及一种三维承压动水注浆装置，包括四块侧板、底板和顶板，四块所述侧板、所述底板和所述顶板通过使用多个螺栓组装成模型舱架；所述模型舱架前侧设置有加载组件；所述模型舱架上方设置注浆组件；所述模型舱架内部设置监测组件；所述模型舱架左侧设置注水组件。在于克服现有的缺陷而提供的一种三维承压动水注浆装置及试验方法，能够真实模拟承压状态岩土介质、承压状态下动水注浆及全过程。承压状态下动水注浆及全过程。承压状态下动水注浆及全过程。
【技术实现步骤摘要】
一种三维承压动水注浆装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及一种三维承压动水注浆装置及试验方法。
技术介绍
[0002]基础建设迅猛发展，地下工程日益增多。同时，工程建设中面临的地质条件更加复杂、各类灾害越发频繁。为防治工程建设中的各类地质灾害，通常采用比较成熟的注浆法对岩土介质进行治理，以达到加固岩土体结构、封堵水力通道、避免产生次生灾害等目的。
[0003]目前，国内外学者研制了一系列的试验装置，一定程度上推动了岩土介质注浆理论的发展，对工程实践提供了指导。
[0004]1.中国专利CN 103411751 A介绍了一种可视化交叉裂隙动水注浆试验装置及方法，包括浆液收集装置，还包括交叉裂隙平台，交叉裂隙平台包括支撑架、设置在支撑架上的交叉裂隙、设置在交叉裂隙试验室内壁的交叉裂隙、设置在交叉裂隙试验室内的流速传感器和压力传感器。还包括向交叉裂隙试验室注水的动水供水装置和向交叉裂隙试验室注浆的气压装置
[0005]2.《煤炭科学研究总院》2007年介绍了一种围压型注浆试验装置。试验装置由高压氮气容器、储液容器、试样容器、油泵等组成，但该装置无法监测内部压力变化和位移变化、装置规模小。
[0006]3.中国专利CN 104458506 A介绍了一种岩土体中注浆浆液扩散范围测控方法，通过布设的温度测量点来实现注浆浆液扩散和赋存的监测及反馈，温度测量点可以通过注浆钻孔、专用测量钻孔或无接触表面等方式布设，温度测量点的不同时刻的温度变化特征间接反映了浆液的扩散及凝固特征，从而实现浆液扩散范围的监测，进而实时控制注浆压力、注浆量等参数
[0007]综合分析上述单位的试验装置，还存在以下不足之处：
[0008]1.仅能模拟单一平板裂隙或蒙特卡洛型交叉裂隙，不能模拟富水砂层之类的多孔介质动水注浆过程。
[0009]2.试验装置尺寸固定且规模较小，所承受的注浆压力较低，无法开展高压下浆液扩散规律的试验研究。
[0010]3.不能监测注浆过程中流体动态参数、岩土介质力学参数及位移变化等数据。
[0011]4.装置的可调性较差，适用范围较窄，无法实现承压状态下动水注浆。
[0012]5.利用浆液温度传导性来监测扩散过程时，若浆液温度传导性较差或浆液化学反应热较低时，监测误差较大且精度不高。
[0013]因此针对以上问题提出一种三维承压动水注浆装置及试验方法。
技术实现思路
[0014]本专利技术的目的在于克服现有的缺陷而提供的一种三维承压动水注浆装置及试验方法，能够真实模拟承压状态岩土介质、承压状态下动水注浆及全过程。
[0015]实现上述目的的技术方案是：一种三维承压动水注浆装置，包括四块侧板、底板和顶板，四块所述侧板、所述底板和所述顶板通过使用多个螺栓组装成模型舱架；所述模型舱架前侧设置有加载组件；所述模型舱架上方设置注浆组件；所述模型舱架内部设置监测组件；所述模型舱架左侧设置注水组件。
[0016]优选的，所述加载组件包括两个液压千斤顶和油泵，所述油泵的出油端通过进油管分别连接两个所述液压千斤顶，两个所述液压千斤顶分别各通过一根回油管连接所述油泵的回油端；所述模型舱架前侧的所述侧板连接加压板，两个所述液压千斤顶的输出端连接到所述加压板的前侧壁。
[0017]优选的，所述注浆组件包括注浆泵和进浆管，所述顶板上插接有注浆管，所述注浆管下端位于所述模型舱架内部，所述注浆泵连接所述进浆管，所述进浆管连接所述注浆管上端。
[0018]优选的，所述监测组件包括土压传感器、渗压传感器和监测平台，所述土压传感器和渗压传感器位于所述模型舱架内部，所述土压传感器和渗压传感器共同连接到所述监测平台，所述监测平台位于所述模型舱架外部右侧。
[0019]优选的，所述注水组件包括供水器和进水管，所述模型舱架左侧的所述侧板上插接注水管，所述注水管右端位于所述模型舱架内部，所述供水器连接所述进水管，所述进水管连接所述注水管的左端口。
[0020]优选的，所述模型舱架右侧的所述侧板上插接出浆管，所述出浆管左端位于所述模型舱架内部。
[0021]优选的，所述注水管和所述进水管都为多根，且数量相对应。
[0022]优选的，所述出浆管为多根。
[0023]一种三维承压动水注浆装置的试验方法，包括以下步骤；
[0024]步骤一；通过使用多个螺栓将四块所述侧板、所述底板和所述顶板组装成模型舱架，接缝处填垫橡胶止水板；
[0025]步骤二；将进油管、回油管、液压千斤顶与油泵相连，调试液压千斤顶的升降；
[0026]步骤三；将供水器中装满水，通过进水管将供水器与注水管相连，调试供水器的压力和水流流速；
[0027]步骤四；在模型舱架内填充受注岩土介质，同步布置渗压传感器和土压传感器，每铺填10cm厚时采用静压压实，最终将渗压传感器和土压传感器的数据传输线连接于监测平台；
[0028]步骤五；盖封顶板，将注浆管插入岩土介质内，开启油泵，对填充的岩土介质进行加压，达到设计压力后维持不变；
[0029]步骤六；通过进浆管将注浆泵与注浆管相连，并采用注浆泵进行注水试验，检查注浆组件的运行情况、模型舱架的密封性及监测组件的数据采集情况；
[0030]步骤七；开启供水器与注浆泵，进行动水注浆试验，监测流体动态参数和岩土介质力学参数；
[0031]步骤八；钻孔取芯，检查注浆效果，结合其他参数评价注浆效果。
[0032]本专利技术的有益效果是：
[0033]1.组成模型舱架的各板接缝处填垫橡胶止水板，提高了模型舱架的密封性，实现
高压动水注浆。
[0034]2.通过油泵可调节液压千斤顶的升降，以对舱内岩土介质施加不同的侧向应力，模拟不同承压状态下的岩土介质。
[0035]3.采用手动注浆泵，实现了恒流速注浆。
[0036]4.模型舱架内壁与受注岩土介质间采用砾(卵)石隔离，以消除边壁效应。
[0037]5.渗压传感器与土压传感器采用电阻式，在保证监测精度的前提下实现全过程实时监测并提高监测元件的利用率。
[0038]6.模型舱架右侧预留出浆管，以利于浆液的排放，实现注浆的连续开展。
[0039]7.采用的供水器可设置不同的压力，以实现不同动水压力下的注浆试验。
附图说明
[0040]图1是本专利技术一种三维承压动水注浆装置的主视图；
[0041]图2是本专利技术一种三维承压动水注浆装置的前视图；
[0042]图3是本专利技术一种三维承压动水注浆装置的左视图。
[0043]图中：1、注水管；2、侧板；3、加压板；4、注浆管；5、液压千斤顶；6、油泵；7、进油管；8、回油管；9、注浆泵；10、进浆管；11、土压传感器；12、渗压传感器；13、监测平台；14、进水管；15、供水器；16、出浆管；17、底板；18、顶板；19、模型舱架。
具体实施方式
[0044]下面将结合附图对本专利技术的技术方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维承压动水注浆装置，其特征在于，包括四块侧板(2)、底板(17)和顶板(18)，四块所述侧板(2)、所述底板(17)和所述顶板(18)通过使用多个螺栓组装成模型舱架(19)；所述模型舱架(19)前侧设置有加载组件；所述模型舱架(19)上方设置注浆组件；所述模型舱架(19)内部设置监测组件；所述模型舱架(19)左侧设置注水组件。2.根据权利要求1所述的一种三维承压动水注浆装置，其特征在于，所述加载组件包括两个液压千斤顶(5)和油泵(6)，所述油泵(6)的出油端通过进油管(7)分别连接两个所述液压千斤顶(5)，两个所述液压千斤顶(5)分别各通过一根回油管(8)连接所述油泵(6)的回油端；所述模型舱架(19)前侧的所述侧板(2)连接加压板(3)，两个所述液压千斤顶(5)的输出端连接到所述加压板(3)的前侧壁。3.根据权利要求2所述的一种三维承压动水注浆装置，其特征在于，所述注浆组件包括注浆泵(9)和进浆管(10)，所述顶板(18)上插接有注浆管(4)，所述注浆管(4)下端位于所述模型舱架(19)内部，所述注浆泵(9)连接所述进浆管(10)，所述进浆管(10)连接所述注浆管(4)上端。4.根据权利要求3所述的一种三维承压动水注浆装置，其特征在于，所述监测组件包括土压传感器(11)、渗压传感器(12)和监测平台(13)，所述土压传感器(11)和渗压传感器(12)位于所述模型舱架(19)内部，所述土压传感器(11)和渗压传感器(12)共同连接到所述监测平台(13)，所述监测平台(13)位于所述模型舱架(19)外部右侧。5.根据权利要求4所述的一种三维承压动水注浆装置，其特征在于，所述注水组件包括供水器(15)和进水管(14)，所述模型舱架(19)左侧的所述侧板(2)上插接注水管(1)，所述注水管(1)右端位于所述模型舱架(19)内部，所述供...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宝枝，佘春涛，卞桂荣，徐铁峥，徐玮，苏景彬，
申请(专利权)人：中交三航局第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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