本发明专利技术公开了一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置及方法，涉及试验装置技术领域，解决了现有注浆试验装置模拟效果差、适应性差的问题，提高了模拟效果及适应性，具体方案如下：包括加载系统、试验仓以及注浆系统，所述试验仓由巷道模块和围岩模块组成，巷道模块水平插装在围岩模块的中间位置处，围岩模块内含有围岩相似材料，加载系统用于对围岩模块内的围岩相似材料进行加载，以模拟不同的地质应力场景；所述巷道模块上开设有若干注浆孔，注浆系统通过注浆管与注浆孔连接，注浆孔的尺寸略大于注浆管，注浆孔与注浆管之间通过密封圈进行密封并固定。密封并固定。密封并固定。
【技术实现步骤摘要】
一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及试验装置
，特别是涉及一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置及方法。
技术介绍
[0002]随着隧道工程建设向更深、更长、更快发展，注浆技术已逐渐成为高风险不良地质隧道不可或缺的核心施工环节之一。注浆效果及浆液扩散规律往往在工程实践或者理论分析中难以直观看到，数值模拟往往需要对工程地质条件、浆液扩散方式等做出一定的建设和简化，而模型试验可以尽可能多地考虑实际情况并可以进行大量试验。
[0003]专利技术人发现，现有的注浆试验装置虽能模拟不同应力条件的注浆，但其注浆位置固定，无法根据需求进行不同位置、不同角度的注浆模拟，操作复杂；且现有的注浆试验装置多是用于对岩体注浆工作的模拟或是劈裂注浆的模拟，无法用于巷道的注浆加固模拟。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置及方法，设置了巷道模块和围岩模块，有效模拟了实际的巷道、围岩，同时利用加载系统对围岩模块进行加载，可模拟不同的围岩应力，注浆孔的尺寸大于注浆管，可根据实际需求进行注浆角度的调节，大大提高了装置的模拟范围及其与实际工况的贴合程度，解决了现有注浆试验装置模拟效果差、适应性差的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置，包括加载系统、试验仓以及注浆系统，所述试验仓由巷道模块和围岩模块组成，巷道模块水平插装在围岩模块的中间位置处，围岩模块内含有围岩相似材料，加载系统用于对围岩模块内的围岩相似材料进行加载，以模拟不同的地质应力场景；所述巷道模块上开设有若干注浆孔，注浆系统通过注浆管与注浆孔连接，注浆孔的尺寸略大于注浆管，注浆孔与注浆管之间通过密封圈进行密封并固定。
[0007]作为进一步的实现方式，所述加载系统由反力架、若干液压缸组成，围岩模块放置在反力架上，液压缸固定设置在反力架上以用于对围压模块内的围岩相似材料施压。
[0008]作为进一步的实现方式，所述围岩模块由侧墙、底板、前盖板和后盖板组成，底板上焊接有角钢，前盖板、后盖板以及侧墙均插装在角钢所围合的区域内，侧墙与前盖板、后盖板之间滑动连接，前盖板、后盖板上均开设有用于安装巷道模块的孔洞。
[0009]作为进一步的实现方式，所述巷道模块由巷道模型以及设置在巷道模型上的若干锚杆组成，锚杆插装在巷道模型上并利用螺母固定，锚杆上套设有巷道垫片，巷道垫片位于巷道模型的外部。
[0010]作为进一步的实现方式，所述巷道模型由巷道侧板、巷道顶板以及巷道底板组成，巷道模型的两端开口处分别设有一个巷道固定器，巷道侧板、巷道顶板以及巷道底板插装
在两个相对设置的巷道固定器之间。
[0011]作为进一步的实现方式，所述巷道固定器的对角线位置处均通过一根加强柱连接，巷道固定器的内侧具有设定厚度的凸起以用于对巷道模型的部分内壁进行支撑。
[0012]作为进一步的实现方式，所述巷道顶板的底部通过巷道侧板支撑。
[0013]作为进一步的实现方式，所述注浆系统由注浆管、注浆桶以及空压机组成，注浆管与注浆桶之间、注浆桶与空压机之间均通过注浆软管连接。
[0014]作为进一步的实现方式，所述注浆管的管身上沿其环向及轴向均匀开设有若干孔洞。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种新型巷道注浆加固相似模型试验方法，具体如下：
[0016]在围岩模块内增加围岩相似材料至围岩模块的孔洞底部，在围岩模块的孔洞处组装巷道模型，将锚杆一端穿过入巷道模型内并进行初次固定，并在锚杆上添加锚杆垫片；
[0017]按照预先设计的位置预埋注浆管并调节其角度，将注浆孔通过密封圈封堵，添加围岩相似材料至到围岩模块的顶端；
[0018]控制液压缸施加设定的初始荷载以模拟巷道围岩应力，并通过注浆管进行注浆；
[0019]达到预定注浆效果后停止注浆，待浆液终凝后拆除巷道模型，并再次固定锚杆，对注浆模型试样进行养护；
[0020]注浆模型试样养护完成后，进行拆模、钻孔取芯，对不同部位的注浆加固体进行切割、取样和编号，并量测注浆加固体试样的力学性能。
[0021]上述本专利技术的有益效果如下：
[0022](1)本专利技术设置了巷道模块和围岩模块，有效模拟了实际的巷道、围岩，同时利用加载系统对围岩模块进行加载，可模拟不同的围岩应力，注浆孔的尺寸大于注浆管，可根据实际需求进行注浆角度的调节，大大提高了装置的模拟范围及其与实际工况的贴合程度，同时注浆管与注浆孔之间利用橡胶圈进行密封、固定，相对于采用角度可变的接头结构更加简单，成本低。
[0023](2)本专利技术巷道模块采用插装的方式进行组装，更加便于拆装，且，巷道固定器的内侧具有设定厚度的凸起，可利用凸起对巷道模型的部分内壁进行支撑；巷道顶板的底部通过巷道侧板进行支撑，大大提高了巷道模型的抗变形能力。
[0024](3)本专利技术巷道垫片位于巷道模型的外部，当拆除巷道模型后无需再次安装巷道垫片，可通过螺母直接将锚杆与围岩固定，降低了锚杆与围岩固定连接的难度，方便了锚杆的安装、固定，大大降低了操作难度。
[0025](4)本专利技术在注浆后拆除巷道模型，避免了巷道模型对围岩模型的影响，能够更加真实的还原且便于观测注浆模型试样在巷道边界处的变形。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0027]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置的整体结构示意图；
[0028]图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的巷道模块的结构示意图；
[0029]图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的注浆管的结构示意图；
[0030]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
[0031]其中，1、竖梁；2、横梁；3、承压板；4、液压缸；5、侧墙；6、上盖板；7、底板；8、前盖板；9、后盖板；10、锚杆；11、巷道固定器；12、注浆孔；13、巷道侧板；14、注浆管；15、注浆软管；16、注浆桶；17、空压机；18、角钢；19、密封圈；20、螺栓；21、巷道顶板；22、巷道底板；23、巷道垫片。
具体实施方式
[0032]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]正如
技术介绍
所介绍的，现有的注浆试验装置虽能模拟不同应力条件的注浆，但其注浆位置固定，无法根据需求进行不同位置、不同角度的注浆模拟，操作复杂；且现有的注浆试验装置多是用于对岩体注浆工作的模拟或是劈裂注浆的模拟，无法用于巷道的注浆加固模拟的问题，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置，其特征在于，包括加载系统、试验仓以及注浆系统，所述试验仓由巷道模块和围岩模块组成，巷道模块水平插装在围岩模块的中间位置处，围岩模块内含有围岩相似材料，加载系统用于对围岩模块内的围岩相似材料进行加载，以模拟不同的地质应力场景；所述巷道模块上开设有若干注浆孔，注浆系统通过注浆管与注浆孔连接，注浆孔的尺寸略大于注浆管，注浆孔与注浆管之间通过密封圈进行密封并固定。2.根据权利要求1所述的一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置，其特征在于，所述加载系统由反力架、若干液压缸组成，围岩模块放置在反力架上，液压缸固定设置在反力架上以用于对围压模块内的围岩相似材料施压。3.根据权利要求1所述的一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置，其特征在于，所述围岩模块由侧墙、底板、前盖板和后盖板组成，底板上焊接有角钢，前盖板、后盖板以及侧墙均插装在角钢所围合的区域内，侧墙与前盖板、后盖板之间滑动连接，前盖板、后盖板上均开设有用于安装巷道模块的孔洞。4.根据权利要求1所述的一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置，其特征在于，所述巷道模块由巷道模型以及设置在巷道模型上的若干锚杆组成，锚杆插装在巷道模型上并利用螺母固定，锚杆上套设有巷道垫片，巷道垫片位于巷道模型的外部。5.根据权利要求4所述的一种新型巷道注浆加固相似模型试验装置，其特征在于，所述巷道模型由巷道侧板、巷道顶板以及巷道底板组成，巷道模型的两端开口处分别设有一个巷道固定器，巷道侧板、巷道顶板以及巷道底板插装在两个相对设置的巷道固定器之间。6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：田茂霖，王家宝，尹大伟，江宁，汪峰，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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