高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于岩土工程和室内试验相关技术领域，提供一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置及方法，包括可拆卸模型箱

【技术实现步骤摘要】
高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置及方法


[0001]本专利技术属于岩土工程和室内试验相关
，特别涉及一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置及方法
。

技术介绍

[0002]高压旋喷技术作为一种应用广泛的地基处理方法，具有施工操作简单
、
适用范围广
、
旋喷加固体耐久性好等优点，已被广泛应用于基础托换
、
基坑支护
、
基础加固
、
止水帷幕等工程领域
。
[0003]尽管高压旋喷技术在设备开发
、
施工工艺
、
设计计算等方面已取得了长足进步与发展，然而该技术涉及到的高压旋喷射流与土体相互耦合作用机理等核心科学问题仍未很好地被科学认识，已成为制约高压旋喷注浆地基处理技术的应用拓展及向智能化
、
低碳化
、
绿色化发展的关键技术瓶颈
。
高压旋喷射流与土体相互作用过程包含一系列复杂的物理力学现象，例如高速射流
‑
多孔介质<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，包括可拆卸模型箱
、
射流媒介模拟系统
、
高压旋喷射流生成系统和上覆土压力模拟系统
、
数据采集系统
、
示踪系统；所述可拆卸模型箱包括底面板
、
左面板
、
右面板
、
前面板和后面板，所述底面板
、
左面板
、
右面板以整体焊接的方式连接，所述前面板和后面板的材质为透明钢化玻璃，所述前面板
、
后面板通过螺栓与底面板
、
左面板
、
右面板相连；所述左面板的中轴线上设有贯穿孔洞，贯穿孔洞位于在距离底面板的
1/4
处，用于高压旋喷射流生成系统的高压旋喷射流进入可拆卸模型箱内部；所述高压旋喷射流生成系统包括溶液存储箱
、
高压泵
、
第一防爆管
、
第二防爆管
、
高压喷嘴
、
喷嘴构造调节器
、
压力表
、
电磁流量计；所述溶液存储箱用于存储射流媒介模拟系统；所述高压泵用于将射流媒介模拟系统加压至预定的高压旋喷射流喷射压力；所述第一防爆管的左端与溶液存储箱相连，其右端与高压泵相连；所述第二防爆管的左端与高压泵相连，其右端与高压喷嘴相连；所述高压喷嘴的一端与第二防爆管连接，另一端嵌入可拆卸模型箱左面板上预留的贯穿孔洞中；所述喷嘴构造调节器内嵌于高压喷嘴中；所述压力表设置于第二防爆管上，所述电磁流量计设置于第二防爆管上；所述射流媒介模拟系统包括纯净水
、
聚丙烯酸钠
、
荧光粉颗粒；所述纯净水用作溶剂；所述聚丙烯酸钠用作溶质，溶于纯净水中；所述上覆土压力模拟系统包括反力架
、
传力梁
、
加载板
、
千斤顶；所述传力梁通过螺栓和螺母固定于可拆卸模型箱的左面板和右面板上，所述反力架设置在所述传力梁之间，所述千斤顶设置于反力架和加载板之间；所述数据采集系统包括测量架
、
压阻式压力传感器
、
第一脉动激光器和第二脉动激光器；所述测量架设置于可拆卸模型箱左面板
、
右面板上，所述测量架位于距离底面板的
3/4
处，用于固定压阻式压力传感器；所述第一脉动激光器布置于可拆卸模型箱前面板的前方，用于生成垂直于可拆卸模型箱前面板的脉动激光束；所述第二脉动激光器布置于可拆卸模型箱右面板的前方，用于生成平行于可拆卸模型箱前面板的脉动激光束；所述示踪系统包括纳米镀膜材料
、
凡士林
、
薄层细砂示踪粒子；纳米镀膜材料均匀地涂抹于可拆卸模型箱前面板的内壁上；所述凡士林均匀地涂抹于纳米镀膜材料表面；所述薄层细砂示踪粒子均匀地散布于凡士林表面
。2.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，所述前面板
、
后面板与底面板
、
左面板
、
右面板之间的缝隙填充防水泡沫，以防止高压旋喷射流从缝隙中流失
。3.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，所述可拆卸模型箱的长度
、
高度是宽度的8～
10
倍
。4.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，所述前面板和后面板的厚度不小于
3cm。5.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，所述射流媒介模拟系统的制备过程为：在溶液存储箱中加入纯净水至接近顶部高度处，加入质量分数为
0.1
％～
0.3
％的聚丙烯酸钠；接着加入直径为5～8μ
m、
质量浓度为
0.1g/ml
的荧光粉颗粒，搅拌均匀
。
6.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，所述压阻式压力传感器设置的高度与可拆卸模型箱左面板上的贯穿孔洞保持在同一高度
。7.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，所述压阻式压力传感器沿平行于高压旋喷射流轴心线方向等间距排列，其位置在水平面上略偏离高压旋喷射流轴心线
。8.
根据权利要求1所述的一种高压旋喷射流与软土相互作用的可视化试验装置，其特征在于，试验所需的软土为具有流动性的饱和软土，所述具有流动性的饱和软土制备的方法为：
(1)
从软土地区工程现场取样；
(2)
采用液塑限联合测定仪测定软土的液限值；
(3)
将取回的软土试样分批次放置于试验用的4～
8KW
功率的烘箱内烘干，设定烘干温度为
100
‑
120℃、
烘干
24h
，获取干燥的软土试块；
(4)
将干燥的软土试块初步敲碎，然后采用粉碎机将初步敲碎的软土试块进一步粉碎，得到软土粉末；

【专利技术属性】
技术研发人员：郭盼盼，汪亦显，曹瑞雪，郭磊磊，高媛，刘永丽，宋满荣，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：