【技术实现步骤摘要】
本技术涉及注浆试验，尤其涉及一种渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统。
技术介绍
1、隧道与地下工程常常遭遇结构松散、遇水软化、强度低、自稳性差的富水软弱围岩，其在地应力和工程扰动作用下极易诱发突水、塌方等重大地质灾害。为了保障施工安全，实际工程中常采用注浆法对富水软弱围岩进行加固处理。注浆加固技术是一个与岩体裂隙结构、岩体基质特性、地下水渗流、浆液性质及注浆工艺等有关的复杂过程。一般情况下涉及到渗流场-物质场-应力场等耦合问题：①浆液流体在岩体基质和裂隙中流动；②浆液骨料在流体流动过程中的运移；③裂隙中流体流动对裂隙表面施加荷载；④岩体在流体压力作用下的变形。当面临高地应力、高水头环境下的深部岩体时，工程中则常采用高压注浆技术使裂隙开度增加，来降低裂隙岩体的空、孔隙率，改善其力学性质，提高其整体稳定性。
2、高压注浆是一种通过高流速或高压力将粘性流体泵入地层并驱动粘性流体在裂隙岩体中流动的工艺。深入研究岩体裂隙网络结构的拓扑关系、连通性以及裂隙本身的表面形态及水力开度等对浆液的影响具有重要意义。然而，由于实际工程中的高压注浆过程极具隐蔽性，这使得获取裂隙演化、浆液扩散等信息是相当困难的。因此，室内实验成为了一种分析浆液流动特性以及分析浆液和被注介质之间的相互作用的有效手段。当前，关于完整的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统仍较为欠缺。
3、因此需要研发出一种渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统来解决上述问题。
技术实现思路
1、本技术的目的就在于为
2、本技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，包括：
4、用于向被注浆介质模拟模块内输入压力和流量稳定、可调浆液的注浆系统；
5、用于在被注浆介质模拟模块内模拟渗流场的渗流系统；
6、用于为被注浆介质模拟模块提供周向载荷的围压系统；围压系统包括：
7、高压注浆模拟装置；高压注浆模拟装置包括封闭式箱体结构、被注浆介质模拟模块、液压油箱、液压供压电机；被注浆介质模拟模块内设置预制裂隙待注浆岩样，被注浆介质模拟模块的两端设置有开口，被注浆介质模拟模块安装在封闭式箱体结构内部，液压油箱与液压供压电机连接，液压供压电机的输出端通过第一管路与封闭式箱体结构内连通；被注浆介质模拟模块的两端开口分别与注浆系统的输出端、渗流系统的输出端连接。
8、具体地，被注浆介质模拟模块包括柔性套，柔性套套装在预制裂隙待注浆岩样外部，柔性套的两端设置有开口。
9、优选地，柔性套为橡胶套。
10、具体地，封闭式箱体结构包括高压注浆模拟装置主体、高压注浆模拟装置密封盖，高压注浆模拟装置主体上设置有开口，高压注浆模拟装置密封盖用于盖紧高压注浆模拟装置主体上的开口。
11、具体地，注浆系统包括空压泵、空压泵电机、空压控制阀、空压表、给浆控制阀、给浆料斗、注浆花管；空压泵电机与空压泵连接，空压泵的输出端通过注浆花管与注浆介质模拟模块的第一端连接；空压控制阀、空压表、给浆料斗依次设置在注浆花管上，空压控制阀靠近空压泵设置；给浆控制阀设置在给浆料斗和注浆花管的连接处上。
12、进一步地，注浆系统还包括浆压泄压花管、浆压预警表、浆压传感芯体，浆压泄压花管的第一端亦与注浆介质模拟模块的第一端连接，浆压泄压花管的第二端伸出高压注浆模拟装置设置，浆压预警表安装在浆压泄压花管上。
13、具体地，渗流系统包括高压水泵电机、高压水泵、渗透压花管、渗透压控制阀、渗透压表，高压水泵电机与高压水泵连接，高压水泵的输出端通过渗透压花管与注浆介质模拟模块的第二端连接；高压水泵上设置有给水进口，渗透压控制阀、渗透压表设置在渗透压花管上，渗透压控制阀靠近高压水泵设置。
14、进一步地，渗流系统还包括渗透压泄压花管、渗透压预警表，渗透压泄压花管的第一端亦与注浆介质模拟模块的第二端连接，渗透压泄压花管的第二端伸出高压注浆模拟装置设置，渗透压预警表安装在渗透压泄压花管上。
15、进一步地，围压系统还包括液压泄压电机、液压泄压阀、液压供压阀、液压表，液压泄压电机的输入端通过第二管路与封闭式箱体结构内连通；液压供压阀、液压表设置在第一管路上，液压泄压阀设置在第二管路上。
16、本技术的有益效果在于：
17、本申请能够实现高水头渗透压、恒定法向固结压力或荷载条件下高压注浆过程模拟，具有现实的可操作性，可用于实现渗流场水动力控制下注浆过程试验模拟，研究变渗透压对浆液渗透扩散胶凝与加固过程的作用机理；而且也可以考虑不同被注岩土体结构(孔隙度、裂隙密度、连通性以及裂隙面几何参数，如粗糙度、水力开度)对浆液流动规律的控制作用，研究复杂岩土结构的注浆过程的阶段性、注浆扩散半径演化规律；也可用于研究不同砂土、片岩密实度和裂隙结构岩体在围压-渗流场水动力联合作用下的浆液流动规律。
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1.渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，被注浆介质模拟模块包括柔性套，柔性套套装在预制裂隙待注浆岩样(228)外部，柔性套的两端设置有开口。
3.根据权利要求2所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，柔性套为橡胶套(227)。
4.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，封闭式箱体结构包括高压注浆模拟装置主体(221)、高压注浆模拟装置密封盖(222)，高压注浆模拟装置主体(221)上设置有开口，高压注浆模拟装置密封盖(222)用于盖紧高压注浆模拟装置主体(221)上的开口。
5.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，注浆系统(1)包括空压泵(11)、空压泵电机(12)、空压控制阀(13)、空压表(14)、给浆控制阀(15)、给浆料斗(16)、注浆花管(17)；空压泵电机(12)与空压泵(11)连接，空压泵(11)的输出端通过注浆花管(17)与注浆介质
6.根据权利要求5所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，注浆系统(1)还包括浆压泄压花管(29)、浆压预警表(224)、浆压传感芯体(2241)，浆压泄压花管(29)的第一端亦与注浆介质模拟模块的第一端连接，浆压泄压花管(29)的第二端伸出高压注浆模拟装置设置，浆压预警表(224)安装在浆压泄压花管(29)上。
7.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，渗流系统(3)包括高压水泵电机(31)、高压水泵(32)、渗透压花管(34)、渗透压控制阀(35)、渗透压表(36)，高压水泵电机(31)与高压水泵(32)连接，高压水泵(32)的输出端通过渗透压花管(34)与注浆介质模拟模块的第二端连接；高压水泵(32)上设置有给水进口(33)，渗透压控制阀(35)、渗透压表(36)设置在渗透压花管(34)上，渗透压控制阀(35)靠近高压水泵(32)设置。
8.根据权利要求7所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，渗流系统(3)还包括渗透压泄压花管(25)、渗透压预警表(223)，渗透压泄压花管(25)的第一端亦与注浆介质模拟模块的第二端连接，渗透压泄压花管(25)的第二端伸出高压注浆模拟装置设置，渗透压预警表(223)安装在渗透压泄压花管(25)上。
9.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，围压系统(2)还包括液压泄压电机(26)、液压泄压阀(23)、液压供压阀(24)、液压表(28)，液压泄压电机(26)的输入端通过第二管路与封闭式箱体结构内连通；液压供压阀(24)、液压表(28)设置在第一管路上，液压泄压阀(23)设置在第二管路上。
...【技术特征摘要】
1.渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，被注浆介质模拟模块包括柔性套，柔性套套装在预制裂隙待注浆岩样(228)外部，柔性套的两端设置有开口。
3.根据权利要求2所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，柔性套为橡胶套(227)。
4.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，封闭式箱体结构包括高压注浆模拟装置主体(221)、高压注浆模拟装置密封盖(222)，高压注浆模拟装置主体(221)上设置有开口，高压注浆模拟装置密封盖(222)用于盖紧高压注浆模拟装置主体(221)上的开口。
5.根据权利要求1所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，注浆系统(1)包括空压泵(11)、空压泵电机(12)、空压控制阀(13)、空压表(14)、给浆控制阀(15)、给浆料斗(16)、注浆花管(17)；空压泵电机(12)与空压泵(11)连接，空压泵(11)的输出端通过注浆花管(17)与注浆介质模拟模块的第一端连接；空压控制阀(13)、空压表(14)、给浆料斗(16)依次设置在注浆花管(17)上，空压控制阀(13)靠近空压泵(11)设置；给浆控制阀(15)设置在给浆料斗(16)和注浆花管(17)的连接处上。
6.根据权利要求5所述的渗流-压力耦合环境下的高压注浆试验系统，其特征在于，注浆系统(1)还包括浆压泄压花管(29)、浆压预警表(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李正兵，刘鹏程，黄平，刘涛，周家文，胡宇翔，周杰，杨才亮，杜光勇，游翔，薛汇林，魏曦，李锐，邓晓琴，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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