一種注漿模擬試驗裝置及其試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及注漿試驗領(lǐng)域，尤其是一種注漿模擬試驗裝置及其試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，注漿技術(shù)作為一種專業(yè)性很強(qiáng)的施工方法，由于其工藝簡單、施工速度快、工程成本低等特點在對軟弱地層的加固處治中應(yīng)用得越來越多。然而由于地層條件的不確定性和漿液性質(zhì)的復(fù)雜性，導(dǎo)致現(xiàn)有注漿理論研究極大滯后于工程應(yīng)用需求，注漿參數(shù)大多需要通過注漿試驗確定，室內(nèi)注漿試驗成為了確定工程中注漿參數(shù)以及各因素對注漿效果影響規(guī)律的重要手段。但是室內(nèi)注漿試驗常常受到模型裝置尺寸大小、填土工作量大且工況難以控制、地層含水情況難以模擬、注漿效果不可見等因素的限制，導(dǎo)致室內(nèi)試驗存在實施難度大、實施效果難以控制、耗費(fèi)大量人力物力等不足。
[0003]中國專利CN103645306 A公開了一種注漿實驗設(shè)備，該設(shè)備由實際地層模擬裝置和注漿裝置組成，但該裝置未設(shè)置排水通道，不能模擬注漿過程中孔隙水消散的過程;該裝置采用加勁桿和螺絲密封，容易產(chǎn)生偏心受壓；同時該裝置中圓筒為整體結(jié)構(gòu)，無法觀察內(nèi)部漿液擴(kuò)散情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種注漿模擬試驗裝置及其試驗方法?？捎糜诙喾N上覆土層情況、不同填筑條件和土層含水條件下的注漿模擬試驗，操作簡單，密封效果好，注漿模擬效果接近實際情況，注漿效果直觀可見。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0006]—種注漿模擬試驗裝置，包括注漿滲透裝置以及為注漿滲透裝置進(jìn)行加壓的加壓系統(tǒng);所述的注漿滲透裝置包括套裝在一起的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒和外筒之間可注水用以模擬飽和土體注漿工況;所述內(nèi)筒筒壁上設(shè)有多個滲水孔，內(nèi)筒和外筒的頂蓋上設(shè)有伸入其中的且與加壓系統(tǒng)相連的注楽管，注楽管外套有上下活動的多孔隔尚板;在外筒的底座上設(shè)有泄水孔，且內(nèi)筒的底部為可拆除的透水石和濾網(wǎng)。
[0007]進(jìn)一步的，所述加壓系統(tǒng)包括加壓氣栗、儲漿桶和壓力表，儲漿桶內(nèi)設(shè)有攪拌器，儲漿桶上部與下部分別設(shè)有與加壓氣栗和注漿滲透裝置連通的進(jìn)漿口和出漿口；且在出漿口處設(shè)有壓力表，出漿口通過注漿軟管與注漿滲透裝置的頂部相連。
[0008]進(jìn)一步的，所述外筒與其底座之間為焊接連接，外筒與桶蓋之間為單側(cè)密封搭扣活動連接。進(jìn)一步的，所述的內(nèi)筒由縱向?qū)ΨQ的兩半圓體扣接而成;兩半圓體間設(shè)有密封橡膠條，通過外部的快速卡箍接頭密封連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述內(nèi)筒筒壁上均勻分布有直徑20mm的滲水孔，用以模擬實際地層注漿時的側(cè)向排水通道，所述的滲水孔上、下兩行間距根據(jù)受注土體滲透系數(shù)等因素可設(shè)置為15cm?20cm，每行均勾布設(shè)6個滲水孔。
[0010]進(jìn)一步的，所述頂蓋和底座與內(nèi)筒和外筒的連接處均設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有密封橡膠墊；
[0011]進(jìn)一步的，所述內(nèi)筒和外筒與頂蓋和底座間通過8個密封搭扣連接，密封搭扣設(shè)于頂蓋和底座側(cè)面及外筒筒壁外側(cè)。
[0012]進(jìn)一步的，所述多孔隔離板上分布有沿板徑方向直徑依次增大的小孔，以保證滲水速率在板的各個位置盡量一致，多孔隔離板上部和下部可分別填筑不同類型的土樣，用以模擬不同地層條件下的注漿。
[0013]進(jìn)一步的，所述外部帶螺紋的注漿管上部連接有多向接頭，兩者之間通過法蘭連接，注漿管可根據(jù)需要任意接長，多向接頭上分別設(shè)有控漿閥門和控水閥門。
[0014]進(jìn)一步的，所述透水石與內(nèi)筒之間設(shè)有密封膠圈。
[0015]注漿模擬試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟:
[0016]步驟I組裝注漿滲透裝置；
[0017]首先將裝置內(nèi)筒兩半圓體相互扣合，通過外部的快速卡箍接頭密封連接，將透水石外套密封橡膠圈放置于底座上，將內(nèi)筒置于底座的內(nèi)圈凹槽內(nèi)，緊貼內(nèi)筒內(nèi)壁裹覆一層防滲土工布，隨后在其中分層填入受注土體，每層厚度控制在30cm左右，采用人工擊實;達(dá)到設(shè)定高度時，安置多孔隔離板和外部帶螺紋的注漿管，板上覆一層防滲土工布，上部填筑粉土并壓實；內(nèi)筒安裝完成后，將外筒置于底座的外圈凹槽內(nèi)，隨后加蓋頂蓋，將內(nèi)筒與外筒同時插入頂蓋的凹槽內(nèi)，按照上下同時進(jìn)行，左右對稱進(jìn)行的順序?qū)⒏髅芊獯羁劭劾巍?br>[0018]步驟2加壓系統(tǒng)連接:多向接頭通過法蘭與外部帶螺紋的注漿管連接，然后通過注漿軟管與儲漿桶連接，壓力表安裝在儲漿桶出漿口處，加壓氣栗與儲漿桶通過注漿軟管密封連接。
[0019]步驟3水分條件控制:對于不存在地下水的工況模擬時，調(diào)節(jié)好土體含水率等參數(shù)后即可進(jìn)行注漿;對于有地下水存在的工況模擬時，裝置連接完成后關(guān)閉控漿閥門，打開控水閥門進(jìn)行注水，使內(nèi)筒中的受注土體達(dá)到飽和狀態(tài)，注水后在內(nèi)筒與外筒之間加入設(shè)定尚度的水，待水位尚度穩(wěn)定后再進(jìn)彳丁注楽.。
[0020]步驟4注漿:將配置好的漿液倒入儲漿桶中，打開儲漿桶內(nèi)的攪拌器;打開氣栗開關(guān)，待儲漿桶上壓力表讀數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，開啟控漿閥門進(jìn)行注漿，根據(jù)氣壓表讀數(shù)隨時調(diào)節(jié)氣栗壓力使桶內(nèi)壓力保持在穩(wěn)定值；當(dāng)注漿達(dá)到設(shè)定的時間或注漿滲透裝置下部出水口處不再有水流出時，關(guān)閉控漿閥門和加壓氣栗，待壓力消散后拆除加壓氣栗與儲漿桶之間的注漿軟管，將儲漿桶內(nèi)的漿液倒出并對其進(jìn)行清洗。
[0021]步驟5注漿結(jié)束后，待注漿固結(jié)體在注漿滲透裝置中養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后拆模取出，觀察記錄漿液擴(kuò)散范圍、形態(tài)等，同時可取樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]I)裝置內(nèi)筒側(cè)面和底部分別設(shè)置排水孔，模擬實際地層中注漿時孔隙水的排除過程，注漿模擬效果接近實際情況；
[0024]2)滲透裝置筒身與頂蓋、筒身與底座之間以及內(nèi)筒筒身均可拆除，便于土樣的裝填和注漿效果的取樣觀察，采用密封搭扣連接，防止偏心受壓；
[0025]3)多孔隔離板使裝置可模擬不同上覆土層條件下的注漿效果，同時對防止冒漿有一定效果；
[0026]4)通過調(diào)整內(nèi)筒與外筒之間的水位高度可模擬不同地下水情況下的注漿工況。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028I圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明注漿滲透裝置示意圖；
[°03°]圖3是本發(fā)明加壓系統(tǒng)不意圖；
[0031 ]圖4是本發(fā)明內(nèi)筒外套快速卡箍接頭的俯視圖；
[0032]圖5是本發(fā)明多孔隔尚板不意圖；
[0033]圖6是本發(fā)明注漿滲透裝置頂蓋示意圖；
[0034]圖7是本發(fā)明注漿滲透裝置底座示意圖；
[0035]圖8是本發(fā)明內(nèi)筒半圓體示意圖。
[0036]圖中:1-注漿艙室；2-外部帶螺紋的注漿管;3-頂蓋;4-密封橡膠墊;5-密封搭扣；6-多孔隔尚板;7-注楽嘴;8-內(nèi)筒;9-排水孔；10-外筒；11-透水石；12-橡膠塞；13-泄水孔；14-底座；15-密封橡膠圈；16-控漿閥門；17-控水閥門；18-多向接頭；19-儲漿桶;20-轉(zhuǎn)軸；21-桶蓋;22-電機(jī);23-攪拌器;24-壓力表;25-加壓氣栗;26-注漿軟管;31-外部凹槽;32-內(nèi)部凹槽;33-通孔;34-搭扣扣環(huán);81-排水孔;82-密封橡膠條;83-卡箍;84-螺栓;85-半圓體接口；61-小孔;62-通孔。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
[0038]本發(fā)明實例提供一種注漿模擬試驗裝置，如圖1所示，該裝置包括加壓系統(tǒng)和注漿滲透裝置。
[0039]如圖2所示，注漿滲透裝置包括:注漿艙室1、頂蓋3、密封搭扣5、多孔隔離板6、注漿嘴7、內(nèi)筒8、外筒10、底座14、控漿閥門16、控水閥門17。頂蓋3、底座14分別通過4個對稱分布的密封搭扣與外筒10連接，其連接接觸面處均設(shè)有凹槽，內(nèi)置密封橡膠墊4，外部帶螺紋的注漿管2與多孔隔離板6、頂蓋3的接觸面均有互相契合的螺紋，可通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)上下位置，內(nèi)筒8與外筒10材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃，底座14設(shè)有泄水孔13，上部設(shè)有透水石11，透水石11與內(nèi)筒8之間設(shè)有密封橡膠圈15，內(nèi)筒8與外筒10之間的泄水孔13內(nèi)有可拔出的橡膠塞12。
[0040]上述設(shè)備中，內(nèi)筒8直徑為45?50cm，外筒10直徑為55?70cm，內(nèi)筒8與外筒10半徑相差約5cm?10cm，內(nèi)筒8和外筒