一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法，包括：由带有三个入料口与一个出料口的滚筒构成的混合浆液系统，由CDL管道增压泵、压力表、截止阀组成的浆液增压系统，由透明的试样仓与流量计组成的浆液特性观测系统，通过上述三个系统的相互配合，针对特定地质条件裂隙岩体模拟不同配比浆液在不同压力下的注浆过程，进而测定不同组分浆液在不同压力下对不同裂隙参数岩体的注浆效果及浆液的流动特性。通过此技术方法的应用，则可有效解决工程岩体注浆过程及注浆效果无法可视化评估、注浆材料流动特性难以测定的现场技术难题。现场技术难题。现场技术难题。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法


[0001]本专利技术涉及工程岩体
，尤其是一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法。

技术介绍

[0002]在地下工程活动中，在采动应力场等因素影响下，巷道围岩及采场顶底板常出现大量原生及次生贯通裂隙，加之水文地质因素影响，突水等现象时有发生。裂隙注浆堵水和注浆加固技术作为解决此类问题的常规技术手段，在注浆材料的流动特性方面因受工程岩体隐蔽性限制，无法观测不同配比浆液在岩体裂隙内的流动状态及注浆效果，仅可通过现场经验对注浆效果进行预估。现有技术存在以下问题：(1)巷道围岩的原生裂隙及受工程扰动影响而发育的次生裂隙，严重影响着巷道围岩和采场顶底板的稳定性，同时因地下工程具有隐蔽性，当前在使用注浆工艺对裂隙岩体进行注浆加固时，所取得注浆效果多以工程经验进行预估，缺少科学验证；(2)在对注浆液体进行选择的过程中，对预注浆液体的浓度、注浆压力和浆液流动状态等可视化研究较少，没有切实可行的实验方法对其开展科学研究，故工程现场缺乏此方面的相关理论支撑。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用了下列技术方案：
[0004]一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法，包括以下步骤：
[0005](1)针对既定的注浆技术实施区域进行打钻取芯，并对已获取的岩芯进行统计分析，最终确定区域岩体裂隙赋存特性；
[0006](2)将取得的岩芯放入透明试样仓，并连接前后管道封闭试样仓，在透明试样仓下游侧安装流量计，在透明试样仓上游侧安装CDL管道增压泵、压力表、截止阀，在CDL管道增压泵上游侧连接混合滚筒，进而组装连接为混合浆液系统、浆液增压系统和浆液特性观测系统，最后形成可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定装置；
[0007](3)按照既定比例，通过混合滚筒的入料口分别加入黄土和水泥，并加入一定比例的水，通过混合滚筒对加入的物料和水进行充分搅拌，在混合滚筒内形成混合浆液；
[0008](4)打开CDL管道增压泵，同时观察压力表数值变化，当压力表示数达到既定值P时，打开截止阀，记录注浆压力与开始注浆的时间，对试样仓内的裂隙岩体进行注浆作业；
[0009](5)通过透明试样仓观察浆液对岩体裂隙的注浆填充效果，同时注意试样仓前部压力表与尾部流量计示数变化情况，并记录流量计显数值的起始时间与流量计示数趋于稳定时的时间及流量计示数；
[0010](6)通过对靶向地质条件下的多组岩芯分别重复步骤(1)
‑
(5)，对获得的注浆时间以及流量计稳定时的数值取平均值，获得该地质条件下，既定配比的浆液在固定压力下的注浆时间与流动速度并进行记录；
[0011](7)调整黄土、水泥和水的比例及注浆压力，并统计不同组分浆液不同压力下对同一地质条件岩体裂隙的注浆时间与流动特性，并通过对完成注浆后的岩芯进行单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂等力学试验，获得注浆后岩体的力学参数；
[0012](8)统计试验获得的注浆时间、浆液流动速度以及对注浆完成的岩芯的力学试验，对不同配比浆液在不同压力下的注浆效果进行评估，确定在该地质条件下进行注浆作业的浆液最佳配比以及最佳注浆压力；
[0013](9)对不同地质条件下的裂隙岩体，改变试样仓内岩芯以及构成浆液的物料配比，重复步骤(1)
‑
(8)，可以确定不同地质条件下进行注浆作业的浆液最佳配比以及最佳注浆压力。
[0014]进一步的，所述混合浆液系统包括混合滚筒、设置在所述混合滚筒上的三个入料口与一个出料口，所述混合浆液系统用于物料和水的充分搅拌并在滚筒内形成混合浆液，所述浆液增压系统包括CDL管道增压泵、压力表、截止阀，所述CDL管道增压泵、压力表、截止阀依次设置在混合滚筒出料口的出料管道上，所述浆液增压系统用于调整注浆压力、注浆时间，所述浆液特性观测系统包括透明的试样仓与流量计，所述透明的试样仓设置在截止阀的下游侧，所述流量计设置在透明的试样仓的下游侧，所述浆液特性观测系统用于观察、记录注浆压力、注浆时间、注浆状态。
[0015]进一步的，步骤(7)中的力学参数主要包括岩体的单轴抗压强度σ
c
、抗剪强度τ、内聚力C、内摩擦角Φ。
[0016]本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：(1)该技术方法通过浆液混合系统、浆液增压系统和浆液特性观测系统的协同配合，实现了对既定注浆区域注浆效果的可视一体化分析。(2)该技术方法通过浆液混合系统控制浆液配比、增压系统调整注浆压力、试样仓更换裂隙岩体，可实现对现场注浆过程的实验室条件还原，用于探究多种地质条件下注浆材料的最佳配比与最佳压力。(3)该技术方法获得了包括注浆速度、浆液流动特性以及注浆岩体的单轴抗压强度、抗剪强度等物理力学参数，为注浆效果提供了多角度评估标准，对注浆工艺中科学选择注浆液体组分及配比具有重要的工程意义。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法中测定装置的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
[0019]本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目
的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0020]本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0021]本专利技术中的一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法通过一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定装置进行测定，所述测定装置包括混合浆液系统、浆液增压系统和浆液特性观测系统，所述混合浆液系统包括混合滚筒、设置在所述混合滚筒上的三个入料口与一个出料口，所述混合浆液系统用于物料和水的充分搅拌并在滚筒内形成混合浆液，所述浆液增压系统包括CDL管道增压泵、压力表、截止阀，所述CDL管道增压泵、压力表、截止阀依次设置在混合滚筒出料口的出料管道上，所述浆液增压系统用于调整注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)针对既定的注浆技术实施区域进行打钻取芯，并对已获取的岩芯进行统计分析，最终确定区域岩体裂隙赋存特性；(2)将取得的岩芯放入透明试样仓，并连接前后管道封闭试样仓，在透明试样仓下游侧安装流量计，在透明试样仓上游侧安装CDL管道增压泵、压力表、截止阀，在CDL管道增压泵上游侧连接混合滚筒，进而组装连接为混合浆液系统、浆液增压系统和浆液特性观测系统，最后形成可用于岩体地质裂隙注浆材料流动特性的测定装置；(3)按照既定比例，通过混合滚筒的入料口分别加入黄土和水泥，并加入一定比例的水，通过混合滚筒对加入的物料和水进行充分搅拌，在混合滚筒内形成混合浆液；(4)打开CDL管道增压泵，同时观察压力表数值变化，当压力表示数达到既定值P时，打开截止阀，记录注浆压力与开始注浆的时间，对试样仓内的裂隙岩体进行注浆作业；(5)通过透明试样仓观察浆液对岩体裂隙的注浆填充效果，同时注意试样仓前部压力表与尾部流量计示数变化情况，并记录流量计显数值的起始时间与流量计示数趋于稳定时的时间及流量计示数；(6)通过对靶向地质条件下的多组岩芯分别重复步骤(1)
‑
(5)，对获得的注浆时间以及流量计稳定时的数值取平均值，获得该地质条件下，既定配比的浆液在固定压力下的注浆时间与流动速度并进行记录；(7)调整黄土、水泥和水的比例及注浆压力，并统计不同组分浆液不同压力下对同一地质条件岩体裂隙的注浆时...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾靖，张建领，赵立松，卢志敏，崔焕玉，高春芳，刘飞虎，秦大健，赵利涛，王学伟，赵广淼，王今朝，张海荣，韩青林，申伟刚，刘吟苍，
申请(专利权)人：河北煤炭科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：