CN105181932A - 一种裂隙岩体可视化注浆试验装置及试验方法 - Google Patents

一种裂隙岩体可视化注浆试验装置及试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种裂隙岩体可视化注浆试验装置及试验方法,设置了CT扫描装置,可以实现真实裂隙岩体全程可视化注浆试验;通过在水泥浆液中加入特定比例的硫酸钡,解决了真实裂隙岩体中注浆浆液在CT扫描下造影成像的难题;试验盒以及注浆锚杆均采用透明材质,进一步提高了扫描结果的精确性;试验盒设置为内腔尺寸可调的结构,可以对不同大小的试件进行试验,对比相同注浆时间下各组试件可视化注浆试验结果,获得注浆压力大小对浆液在岩体裂隙中运动扩散规律的影响;通过集成控制面板远程控制CT机和注浆阀门的开启和关闭,实现了试件注浆和CT扫描的无间歇配合,最大程度的降低了CT扫描间隔对浆液扩散的影响,实现了注浆试验全过程的可视化。

Description

一种裂隙岩体可视化注浆试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及一种岩样裂隙注浆模拟试验,具体涉及一种巷道裂隙岩体可视化注浆试验装置及试验方法,属于岩石工程领域。
背景技术
注浆加固技术作为最有效的软弱围岩和破碎围岩变形控制技术之一,在全国乃至全世界范围内得到了广泛的应用和推广,尤其对于深埋巷道裂隙围岩的变形控制具有显著的效果。
掌握浆液在围岩裂隙中的流动扩散规律对于进一步优化注浆加固参数、提升注浆加固效果具有重要的意义。然而,目前国内注浆支护理论的发展远滞后于注浆支护实践,特别是在注浆浆液流动扩散规律及其随注浆时间、注浆压力的变化等研究方面比较落后。究其原因主要是国内关于巷道裂隙围岩的注浆试验系统装置和试验方法具有较大的局限性。可视化注浆试验方法在研究浆液流动扩散规律方面具有突出的优势,引起了国内众多学者的关注。
在现有技术中,“复杂条件下的裂隙注浆可视化试验装置”公开了一种新的复杂条件下的裂隙注浆试验装置及试验方法,可以实现单一裂隙面在复杂条件下的注浆模拟试验;“一种可视化交叉裂隙动水注浆试验装置及方法”公开了一种注浆模拟试验装置,可以实现交叉裂隙与动水条件下的注浆模拟试验。但是无论是单一裂隙还是简单的交叉裂隙均与裂隙岩体中实际的复杂裂隙网络具有较大的差别,且上述两个发明均采用透明材料来模拟真实岩体,浆液在透明合成材料中的流动与真实岩体同样具有较大差异,无法模拟浆液在真实岩体裂隙网络中的流动扩散规律,试验结果与实际相差较大。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提出一种裂隙岩体可视化注浆试验装置及试验方法,可以实现真实裂隙岩体全程可视化注浆试验,试验装置还考虑了裂隙岩体尺度效应对浆液流动扩散的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,包括裂隙岩体注浆三维试验盒,注浆系统,注浆参数测控系统,还包括对裂隙岩体的试验过程进行实时监测并显示的CT扫描装置;所述试验盒为透明盒体,所述试验盒一侧面的中心设有能够安装注浆系统的注浆锚杆的锚杆通过孔,锚杆通过孔的位置始终正对试验盒内腔的中心;所述注浆锚杆为透明材质,所述注浆系统通过注浆锚杆向裂隙岩体试件中注入水泥和硫酸钡混合浆液;所述CT扫描装置的CT探测器和CT放射源以两者之间的轴线垂直于注浆锚杆的方式,分置于试验盒的两侧。
所述试验盒以及注浆锚杆均采用高强有机玻璃材料制成。
所述硫酸钡颗粒粒径与水泥颗粒粒径相同,以确保硫酸钡颗粒与水泥颗粒均匀混合,从而使硫酸钡颗粒与水泥颗粒具有相同的运动轨迹。
所述水泥和硫酸钡混合浆液制备时水、水泥和硫酸钡的配比为5:4:6。硫酸钡作为造影剂加入水泥浆液中以实现裂隙中浆液在CT扫描下的可视化。
所述注浆锚杆两端开口,一端通过锚杆通过孔伸入试验盒至裂隙岩体试件上开出的注浆孔中,另一端螺纹连接注浆系统的外部浆液输送管,注浆锚杆杆体设置有一系列浆液流动孔;所述注浆锚杆上套装有止浆密封塞,并螺纹连接有透明中空螺钉,止浆密封塞位于注浆孔的外端,中空螺钉与锚杆通过孔螺纹连接;所述中空螺钉的长度不小于安装后止浆塞外端面距离锚杆通过孔外端的距离。
所述中空螺钉采用有机玻璃加工而成。
所述注浆系统包括顺次连接的注浆锚杆、浆液输送管、稳压器、注浆泵和浆液存储桶,浆液存储桶内设置搅拌机。
所述注浆参数测控系统包括设置在浆液输送管上设置压力调节器、压力表、阀门和流量计以及集成控制面板,所述集成控制面板分别与压力调节器、压力表、阀门和流量计连接。
所述试验盒的内腔尺寸可调,由前、后挡板以及可调节长度的上、下、左、右四个大小相等的侧板组成,所述四个侧板首尾相连,扣合成一个前、后侧开口的长方形盒体,该盒体截面为正方形且内径尺寸可调;所述长方形盒体的两端分别与前、后挡板通过螺钉连接,后挡板的内侧设有柔性气囊。
所述上、下、左、右四个侧板均包括主板体和与主板体活动连接的至少一段尺寸调节板,所述主板体与尺寸调节板燕尾槽连接,盒体的四周均设有安装孔,并通过螺钉连接,安装孔开口方向顺时针90度旋转设置。
所述安装孔由两段孔体组成,其中一段为通孔,位于一侧板的主板体上,且垂直于该侧板设置,另一段为盲孔,位于另一侧板的尺寸调节板上,且平行于该侧板设置,当两个侧板垂直连接时,螺钉依次穿过通孔进入盲孔中将两个侧板固定。
所述主板体的两侧面分别设有螺孔;所述前、后挡板的四周,分别对应螺孔设有尺寸调节孔,所述尺寸调节孔设置多个,分别由前、后挡板的边缘向挡板的中部等距离设置,其个数不少于单个侧板的尺寸调节板的个数,当侧板组成的盒体内径变化一个尺寸调节板的宽度空间时,侧板两侧的螺孔总会与前、后挡板上的一组同一周向上的尺寸调节孔相对应。
所述前挡板的中心设有锚杆通过孔。
一种裂隙岩体可视化注浆试验方法,其步骤如下:
步骤1):采集工程现场裂隙岩体,将其加工成正方体的裂隙岩体试件,并在正方体试件的任一面的中心位置钻取注浆孔,注浆孔的直径为8~10mm,注浆孔深度为正方体试件边长的一半;
步骤2):根据试件的大小选择减少或增加试验盒侧板上尺寸调节板的数量以调节三维注浆试验盒的尺寸,使之与试件的大小匹配,并将含注浆孔的裂隙岩体试件放置于三维可变尺寸注浆试验盒中,使试件上的注浆孔与试验盒前挡板中央的锚杆通过孔对齐,用螺钉将试验盒的侧板和前后挡板之间连接固定;
步骤3):将用有机玻璃材料特制的注浆锚杆穿过试验盒前挡板中央的锚杆通过孔置于裂隙岩体试件的注浆孔中,注浆锚杆带螺纹的一端为外露端,注浆锚杆外径略小于注浆孔的直径,取6~8mm,注浆锚杆的长度比注浆孔的深度大30~40mm,将止浆塞套于注浆锚杆上,然后将特制的中空螺钉紧固于锚杆通过孔,中空螺钉挤压止浆塞,完成注浆锚杆的安装和注浆孔的密封;
步骤4):按照5:4:6的水、水泥和硫酸钡的配比制备水泥和硫酸钡混合浆液,将制备好的专用试验浆液置于浆液存储桶中,注浆过程中浆液存储桶内的搅拌机不间断搅拌浆液;
步骤5):注浆锚杆与外部浆液输送管通过注浆锚杆外露端的螺纹连接,并完成注浆系统各单元的连接,将三维可变尺寸注浆试验盒放置于CT扫描平台上,试验人员撤出CT扫描室;
步骤6):开启CT机,首先对注浆前的裂隙岩体试件进行CT扫描,得到试件内部三维裂隙分布规律,然后通过集成控制面板远程设定压力调节器的注浆压力,开启注浆阀门,进行裂隙岩体试件的注浆,1~2分钟后关闭注浆阀门,随即开启CT机,扫描浆液在岩体裂隙中的运动扩散情况,CT扫描结束后立即远程开启注浆阀门继续注浆,重复上述操作直至浆液扩散范围不再增大为止,获得同一注浆压力下浆液随时间的运动扩散范围及流量等试验数据;
步骤7):完成上述系列试验后,重新选取试件,设置不同的注浆压力完成步骤1~步骤6的操作,重复至少三组试验,对比相同注浆时间下各组试件可视化注浆试验结果,可获得注浆压力大小对浆液在岩体裂隙中运动扩散规律的影响。
本发明原理是,通过将现场采集加工的裂隙岩体试件放置在有机玻璃制作的三维注浆试验盒中,三维注浆试验盒的尺寸可以根据试件的大小进行调整,在裂隙岩体试件中安装采用有机玻璃特制的注浆锚杆,然后采用配制的水泥和硫酸钡混合浆液对裂隙岩体试件进行注浆,通过远程控制CT机和注浆阀门的开启和关闭实现试件注浆和CT扫描的无间歇配合,避免浆液流动对CT扫描造影成像的影响,同时最大程度的降低CT扫描间隔对浆液在岩体裂隙内流动扩散的影响,进而实现不同尺度真实裂隙岩体全过程可视化注浆试验。
本发明的积极效果:
利用CT扫描装置对试验过程进行实时扫描监控及显示,可以实现真实裂隙岩体全程可视化注浆试验;
通过在水泥浆液中加入特定比例的硫酸钡,解决了真实裂隙岩体中注浆浆液在CT扫描下造影成像的难题;
试验盒以及注浆锚杆均采用透明材质,进一步提高了CT扫描的清晰度,提高试验结果的精确性;
试验盒设置为内腔尺寸可调的结构,可以对不同大小的试件进行试验,对比相同注浆时间下各组试件可视化注浆试验结果,可获得注浆压力大小对浆液在岩体裂隙中运动扩散规律的影响;
通过集成控制面板远程控制CT机和注浆阀门的开启和关闭,实现了试件注浆和CT扫描的无间歇配合,避免了浆液流动对CT成像的影响,最大程度的降低了CT扫描间隔对浆液扩散的影响,实现了注浆试验全过程的可视化。
附图说明
图1是本发明裂隙围岩可视化注浆试验系统结构前视图。
图2是本发明三维可变尺寸注浆试验盒A-A剖面图。
图3是本发明三维可变尺寸注浆试验盒互扣侧板连接方式示意图。
图4是本发明注浆试验盒尺寸调节板结构示意图。
图中,1-挡板;2-侧板;3-锚杆通过孔;4-尺寸调节板;5-尺寸调节孔;6-螺钉;7-柔性气囊;8-CT放射源;9-CT探测器;10-注浆孔;11-注浆锚杆;12-中空螺钉;13-止浆塞;14-流量计;15-阀门;16-浆液输送管;17-压力表;18-压力调节器;19-稳压器;20-注浆泵;21-浆液存储桶;22-螺孔;23-集成控制面板;24-裂隙岩体试件。
具体实施方式
在附图中,一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,包括裂隙岩体注浆三维试验盒,注浆系统,注浆参数测控系统,还包括对裂隙岩体的试验过程进行实时监测并显示的CT扫描装置;所述试验盒为透明盒体,所述试验盒一侧面的中心设有能够安装注浆系统的注浆锚杆11的锚杆通过孔3,锚杆通过孔3的位置始终正对试验盒内腔的中心;所述注浆锚杆11为透明材质,所述注浆系统通过注浆锚杆11向裂隙岩体试件24中注入水泥和硫酸钡混合浆液;所述CT扫描装置的CT探测器9和CT放射源8以两者之间的轴线垂直于注浆锚杆11的方式,分置于试验盒的两侧。
所述试验盒以及注浆锚杆11均采用高强有机玻璃材料制成。
所述硫酸钡颗粒粒径与水泥颗粒粒径相同,以确保硫酸钡颗粒与水泥颗粒均匀混合,从而使硫酸钡颗粒与水泥颗粒具有相同的运动轨迹。
所述水泥和硫酸钡混合浆液制备时水、水泥和硫酸钡的配比为5:4:6,硫酸钡作为造影剂加入水泥浆液中以实现裂隙中浆液在CT扫描下的可视化。
所述注浆锚杆11两端开口,一端通过锚杆通过孔3伸入试验盒至裂隙岩体试件24上开出的注浆孔10中,另一端螺纹连接注浆系统的外部浆液输送管16,注浆锚杆11杆体设置有一系列浆液流动孔;所述注浆锚杆11上套装有止浆塞13,并螺纹连接有中空螺钉12,止浆密塞13位于注浆孔10的外端,中空螺钉12与锚杆通过孔螺纹连接;所述中空螺钉12的长度不小于安装后止浆塞13外端面距离锚杆通过孔3外端的距离。
所述中空螺钉12采用有机玻璃加工而成。
所述注浆系统包括顺次连接的注浆锚杆11、浆液输送管16、稳压器19、注浆泵20和浆液存储桶21,浆液存储桶21内设置搅拌机。
所述注浆参数测控系统包括设置在浆液输送管16上的压力调节器18、压力表17、阀门15和流量计14以及集成控制面板23,所述集成控制面板13分别与压力调节器18、压力表17、阀门15和流量计14连接。
所述试验盒的内腔尺寸可调,由前、后挡板1以及可调节长度的上、下、左、右四个大小相等的侧板2组成,所述四个侧板2首尾相连,扣合成一个前、后侧开口的长方形盒体,该盒体截面为正方形且内径尺寸可调;所述长方形盒体的两端分别与前、后挡板通过螺钉6连接,后挡板1的内侧设有柔性气囊7。
所述上、下、左、右四个侧板2均包括主板体和与主板体活动连接的至少一段尺寸调节板4,所述主板体与尺寸调节4板燕尾槽连接,盒体的四周均设有安装孔,并通过螺钉6连接,安装孔开口方向顺时针90度旋转设置。
所述安装孔由位于两段孔体组成,其中一段为通孔,位于一侧板2的主板体上,且垂直于该侧板2设置,另一段为盲孔,位于另一侧板2的尺寸调节板4上,且平行于该侧板2设置,当两个侧板2垂直连接时,螺钉6依次穿过通孔进入盲孔中将两个侧板2固定。
所述主板体的两侧面分别设有螺孔22;所述前、后挡板1的四周,分别对应螺孔22设有尺寸调节孔5,所述尺寸调节孔5设置多个,分别由前、后挡板1的边缘向挡板1的中部等距离设置,其个数不少于单个侧板2的尺寸调节板4的个数,当侧板2组成的盒体内径变化一个尺寸调节板4的宽度空间时,侧板2两侧的螺孔22总会与前、后挡板1上的一组同一周向上的民族尺寸调节孔5相对应。
所述前挡板1的中心设有锚杆通过孔3。
一种裂隙岩体可视化注浆试验方法,其步骤如下:
步骤1):采集工程现场裂隙岩体,将其加工成正方体的裂隙岩体试件24,并在正方体试件的任一面的中心位置钻取注浆孔10,注浆孔的直径为8~10mm,注浆孔深度为正方体试件边长的一半;
步骤2):根据试件的大小选择减少或增加试验盒侧板2上尺寸调节板4的数量以调节三维注浆试验盒的尺寸,使之与试件的大小匹配,并将含注浆孔的裂隙岩体试件24放置于三维可变尺寸注浆试验盒中,使试件上的注浆孔10与试验盒前挡板中央的锚杆通过孔3对齐,用螺钉6将试验盒的四个侧板和前后挡板之间连接固定;
步骤3):将用有机玻璃材料特制的注浆锚杆11穿过试验盒前挡板中央的锚杆通过孔3置于裂隙岩体试件的注浆孔10中,注浆锚杆11带螺纹的一端为外露端,注浆锚杆11外径略小于注浆孔10的直径,取6~8mm,注浆锚杆11的长度比注浆孔10的深度大30~40mm,将止浆塞13套于注浆锚杆11上,然后将特制的中空螺钉12紧固于锚杆通过孔3,中空螺钉12挤压止浆塞13,完成注浆锚杆11的安装和注浆孔10的密封;
步骤4):按照5:4:6的水、水泥和硫酸钡的配比制备水泥和硫酸钡混合浆液,将制备好的专用试验浆液置于浆液存储桶21中,注浆过程中浆液存储桶21内的搅拌机不间断搅拌混合浆液;
步骤5):注浆锚杆11与外部浆液输送管16通过注浆锚杆外露端的螺纹连接,并完成注浆系统各单元的连接,将三维可变尺寸注浆试验盒放置于CT扫描平台上,试验人员撤出CT扫描室;
步骤6):开启CT机,首先对注浆前的裂隙岩体试件24进行CT扫描,得到试件内部三维裂隙分布规律,然后通过集成控制面板23远程设定压力调节器18的注浆压力,开启注浆阀门15,进行裂隙岩体试件24的注浆,1~2分钟后关闭注浆阀门15,随即开启CT机,扫描浆液在岩体裂隙中的运动扩散情况,CT扫描结束后立即远程开启注浆阀门15继续注浆,重复上述操作直至浆液扩散范围不再增大为止,获得同一注浆压力下浆液随时间的运动扩散范围及流量等试验数据;
步骤7):完成上述系列试验后,重新选取加工好试件,设置不同的注浆压力完成步骤1~步骤6的操作,重复至少三组试验,对比相同注浆时间下各组试件可视化注浆试验结果,可获得注浆压力大小对浆液在岩体裂隙中运动扩散规律的影响。
改变试件尺寸重复上述试验可以获得裂隙岩体尺度效应对浆液运动扩散的影响;通过改变试验方案还可获得更多裂隙岩体可视化注浆试验数据。

Claims (10)

1.一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,包括裂隙岩体注浆三维试验盒,注浆系统,注浆参数测控系统,其特征在于,还包括对裂隙岩体的试验过程进行实时监测并显示的CT扫描装置;所述试验盒为透明盒体,所述试验盒一侧面的中心设有能够安装注浆系统的注浆锚杆的锚杆通过孔,锚杆通过孔的位置始终正对试验盒内腔的中心;所述注浆锚杆为透明材质,所述注浆系统通过注浆锚杆向裂隙岩体试件中注入水泥和硫酸钡混合浆液;所述CT扫描装置的CT探测器和CT放射源以两者之间的轴线垂直于注浆锚杆的方式,分置于试验盒的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述试验盒以及注浆锚杆均采用高强有机玻璃材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述硫酸钡颗粒粒径与水泥颗粒粒径相同。
4.根据权利要求1或3所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述水泥和硫酸钡混合浆液制备时水、水泥和硫酸钡的配比为5:4:6
5.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述注浆锚杆两端开口,一端通过锚杆通过孔伸入试验盒至裂隙岩体试件上开出的注浆孔中,另一端螺纹连接注浆系统的外部浆液输送管,注浆锚杆杆体设置有一系列浆液流动孔;所述注浆锚杆上套装有止浆密封塞,并螺纹连接有透明中空螺钉,止浆密封塞位于注浆孔的外端,中空螺钉与锚杆通过孔螺纹连接;所述中空螺钉的长度不小于安装后止浆塞外端面距离锚杆通过孔外端的距离。
6.根据权利要求5所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述中空螺钉采用有机玻璃加工而成。
7.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述注浆系统包括顺次连接的注浆锚杆、浆液输送管、稳压器、注浆泵和浆液存储桶,浆液存储桶内设置搅拌机。
8.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述注浆参数测控系统包括设置在浆液输送管上设置压力调节器、压力表、阀门和流量计以及集成控制面板,所述集成控制面板分别与压力调节器、压力表、阀门和流量计连接。
9.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体可视化注浆试验装置,其特征在于,所述试验盒的内腔尺寸可调,由前、后挡板以及可调节长度的上、下、左、右四个大小相等的侧板组成,所述四个侧板首尾相连,扣合成一个前、后侧开口的长方形盒体,该盒体截面为正方形且内径尺寸可调;所述长方形盒体的两端分别与前、后挡板通过螺钉连接,后挡板的内侧设有柔性气囊;所述上、下、左、右四个侧板均包括主板体和与主板体活动连接的至少一段尺寸调节板,所述主板体与尺寸调节板燕尾槽连接,盒体的四周均设有安装孔,并通过螺钉连接,安装孔开口方向顺时针90度旋转设置;所述安装孔由两段孔体组成,其中一段为通孔,位于一侧板的主板体上,且垂直于该侧板设置,另一段为盲孔,位于另一侧板的尺寸调节板上,且平行于该侧板设置,当两个侧板垂直连接时,螺钉依次穿过通孔进入盲孔中将两个侧板固定;所述前、后挡板的四周,分别对应螺孔设有尺寸调节孔,所述尺寸调节孔设置多个,分别由前、后挡板的边缘向挡板的中部等距离设置,其个数不少于单个侧板的尺寸调节板的个数,当侧板组成的盒体内径变化一个尺寸调节板的宽度空间时,侧板两侧的螺孔总会与前、后挡板上的一组同一周向上的尺寸调节孔相对应;所述前挡板的中心设有锚杆通过孔。
10.一种裂隙岩体可视化注浆试验方法,其步骤如下:
步骤1):采集工程现场裂隙岩体,将其加工成正方体的裂隙岩体试件,并在正方体试件的任一面的中心位置钻取注浆孔,注浆孔的直径为8~10mm,注浆孔深度为正方体试件边长的一半;
步骤2):根据试件的大小选择减少或增加试验盒侧板上尺寸调节板的数量以调节三维注浆试验盒的尺寸,使之与试件的大小匹配,并将含注浆孔的裂隙岩体试件放置于三维可变尺寸注浆试验盒中,使试件上的注浆孔与试验盒前挡板中央的锚杆通过孔对齐,用螺钉将试验盒的侧板和前后挡板之间连接固定;
步骤3):将用有机玻璃材料特制的注浆锚杆穿过试验盒前挡板中央的锚杆通过孔置于裂隙岩体试件的注浆孔中,注浆锚杆带螺纹的一端为外露端,注浆锚杆外径略小于注浆孔的直径,取6~8mm,注浆锚杆的长度比注浆孔的深度大30~40mm,将止浆塞套于注浆锚杆上,然后将特制的中空螺钉紧固于锚杆通过孔,中空螺钉挤压止浆塞,完成注浆锚杆的安装和注浆孔的密封;
步骤4):按照5:4:6的水、水泥和硫酸钡的配比制备水泥和硫酸钡混合浆液,将制备好的专用试验浆液置于浆液存储桶中,注浆过程中浆液存储桶内的搅拌机不间断搅拌浆液;
步骤5):注浆锚杆与外部浆液输送管通过注浆锚杆外露端的螺纹连接,并完成注浆系统各单元的连接,将三维可变尺寸注浆试验盒放置于CT扫描平台上,试验人员撤出CT扫描室;
步骤6):开启CT机,首先对注浆前的裂隙岩体试件进行CT扫描,得到试件内部三维裂隙分布规律,然后通过集成控制面板远程设定压力调节器的注浆压力,开启注浆阀门,进行裂隙岩体试件的注浆,1~2分钟后关闭注浆阀门,随即开启CT机,扫描浆液在岩体裂隙中的运动扩散情况,CT扫描结束后立即远程开启注浆阀门继续注浆,重复上述操作直至浆液扩散范围不再增大为止,获得同一注浆压力下浆液随时间的运动扩散范围及流量等试验数据;
步骤7):完成上述系列试验后,重新选取试件,设置不同的注浆压力完成步骤1~步骤6的操作,重复至少三组试验,对比相同注浆时间下各组试件可视化注浆试验结果,可获得注浆压力大小对浆液在岩体裂隙中运动扩散规律的影响。
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Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105424528A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 中国石油大学(北京) 模拟投球滑套冲蚀磨损的实验装置
CN106368704A (zh) * 2016-10-11 2017-02-01 中国地质大学(北京) 便携式钻井煤样造影装置及其煤样三维影像采集方法
CN106813997A (zh) * 2016-08-23 2017-06-09 中国辐射防护研究院 一种高压实膨润土水侵蚀试验仪
CN106989968A (zh) * 2017-03-27 2017-07-28 山东大学 一种水力耦合试验三维裂隙类岩石试件的制作装置及方法
CN107179262A (zh) * 2017-05-31 2017-09-19 郑州大学 混凝土裂缝灌浆料可灌性试验用裂缝模拟装置
CN108035740A (zh) * 2018-01-04 2018-05-15 山东交通学院 一种注浆地质模型试验止浆装置及其施工方法
CN108287230A (zh) * 2018-03-09 2018-07-17 中国矿业大学(北京) 裂隙含水层多孔注浆加固多功能蟹式试验台
CN108444888A (zh) * 2018-04-17 2018-08-24 中国矿业大学 一种破碎煤岩体渗透注浆可视化试验装置及其试验方法
CN108519308A (zh) * 2018-03-27 2018-09-11 东北大学 一种贯通裂隙岩体注浆浆液扩散试验方法
CN108562515A (zh) * 2018-03-27 2018-09-21 东北大学 一种裂隙岩体注浆浆液扩散多因素试验系统
CN109026860A (zh) * 2018-08-06 2018-12-18 中国矿业大学 比例伺服阀控液压支护平台立柱油缸系统及压力控制方法
CN109187211A (zh) * 2018-09-20 2019-01-11 中国矿业大学 一种三维非定常浆液注浆试验装置及方法
CN109283097A (zh) * 2018-10-17 2019-01-29 山东大学 静水与动水条件下可视化变开度裂隙注浆试验装置及方法
CN111766190A (zh) * 2020-07-01 2020-10-13 中国科学院地质与地球物理研究所 模拟含裂缝岩体注浆、渗流过程的可视化试验系统
CN112270883A (zh) * 2020-11-05 2021-01-26 上海市建筑科学研究院有限公司 一种表征注浆材料填充性的模拟试验装置
CN112525776A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 中国矿业大学 一种适用于实验室的单裂隙高压注浆渗流试验装置
CN112627153A (zh) * 2020-12-15 2021-04-09 三峡大学 一种裂隙修复可视化测量装置及使用方法
CN113063701A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 中南林业科技大学 饱和砂土地层可视化注浆模拟装置及方法
CN114814094A (zh) * 2022-04-13 2022-07-29 西安科技大学 一种可视化模拟瓦斯钻孔封孔的实验装置及实验方法
CN114814168A (zh) * 2022-04-26 2022-07-29 昆明理工大学 一种微生物注浆加固裂隙岩石试件的试验装置
CN115015251A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 青岛理工大学 一种多作用力下的可视化三维裂隙注浆实验系统及方法
CN115728190A (zh) * 2022-11-29 2023-03-03 鲁东大学 基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法
CN117147315A (zh) * 2023-09-05 2023-12-01 焦作煤业(集团)新乡能源有限公司 煤矿断层破碎区注浆加固模拟实验装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101581701A (zh) * 2009-06-23 2009-11-18 中南大学 一种地表注浆效果检测的方法
CN201876389U (zh) * 2010-10-27 2011-06-22 中国矿业大学(北京) 一种含流体ct扫描的远程可控加载装置
CN102262148A (zh) * 2011-04-19 2011-11-30 中国矿业大学(北京) 煤矿固体充填开采三维模拟实验平台
CN203070656U (zh) * 2012-12-20 2013-07-17 江苏建筑职业技术学院 一种模拟采空区充填过程实验装置
CN103364534A (zh) * 2013-07-03 2013-10-23 中国矿业大学 采动覆岩隔离注浆充填模拟实验装置及方法
CN103645287A (zh) * 2013-12-26 2014-03-19 中国矿业大学(北京) 一种用于对试块进行实验室注浆测试的装置
US20140212006A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Schlumberger Technology Corporation Method for quantitative prediction of matrix acidizing treatment outcomes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101581701A (zh) * 2009-06-23 2009-11-18 中南大学 一种地表注浆效果检测的方法
CN201876389U (zh) * 2010-10-27 2011-06-22 中国矿业大学(北京) 一种含流体ct扫描的远程可控加载装置
CN102262148A (zh) * 2011-04-19 2011-11-30 中国矿业大学(北京) 煤矿固体充填开采三维模拟实验平台
CN203070656U (zh) * 2012-12-20 2013-07-17 江苏建筑职业技术学院 一种模拟采空区充填过程实验装置
US20140212006A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Schlumberger Technology Corporation Method for quantitative prediction of matrix acidizing treatment outcomes
CN103364534A (zh) * 2013-07-03 2013-10-23 中国矿业大学 采动覆岩隔离注浆充填模拟实验装置及方法
CN103645287A (zh) * 2013-12-26 2014-03-19 中国矿业大学(北京) 一种用于对试块进行实验室注浆测试的装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FUMIO ITO: "Visualization of failure in full-out test of cable bolts using x-ray CT", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》 *
毛星: "地震波 CT 在注浆效果检测评价中的应用", 《物探与化探》 *

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105424528A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 中国石油大学(北京) 模拟投球滑套冲蚀磨损的实验装置
CN106813997A (zh) * 2016-08-23 2017-06-09 中国辐射防护研究院 一种高压实膨润土水侵蚀试验仪
CN106368704A (zh) * 2016-10-11 2017-02-01 中国地质大学(北京) 便携式钻井煤样造影装置及其煤样三维影像采集方法
CN106989968A (zh) * 2017-03-27 2017-07-28 山东大学 一种水力耦合试验三维裂隙类岩石试件的制作装置及方法
CN107179262A (zh) * 2017-05-31 2017-09-19 郑州大学 混凝土裂缝灌浆料可灌性试验用裂缝模拟装置
CN108035740A (zh) * 2018-01-04 2018-05-15 山东交通学院 一种注浆地质模型试验止浆装置及其施工方法
CN108287230A (zh) * 2018-03-09 2018-07-17 中国矿业大学(北京) 裂隙含水层多孔注浆加固多功能蟹式试验台
CN108519308A (zh) * 2018-03-27 2018-09-11 东北大学 一种贯通裂隙岩体注浆浆液扩散试验方法
CN108562515A (zh) * 2018-03-27 2018-09-21 东北大学 一种裂隙岩体注浆浆液扩散多因素试验系统
CN108562515B (zh) * 2018-03-27 2023-11-28 东北大学 一种裂隙岩体注浆浆液扩散多因素试验系统
CN108444888A (zh) * 2018-04-17 2018-08-24 中国矿业大学 一种破碎煤岩体渗透注浆可视化试验装置及其试验方法
CN109026860A (zh) * 2018-08-06 2018-12-18 中国矿业大学 比例伺服阀控液压支护平台立柱油缸系统及压力控制方法
CN109187211A (zh) * 2018-09-20 2019-01-11 中国矿业大学 一种三维非定常浆液注浆试验装置及方法
CN109283097A (zh) * 2018-10-17 2019-01-29 山东大学 静水与动水条件下可视化变开度裂隙注浆试验装置及方法
CN111766190A (zh) * 2020-07-01 2020-10-13 中国科学院地质与地球物理研究所 模拟含裂缝岩体注浆、渗流过程的可视化试验系统
CN112270883A (zh) * 2020-11-05 2021-01-26 上海市建筑科学研究院有限公司 一种表征注浆材料填充性的模拟试验装置
CN112525776A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 中国矿业大学 一种适用于实验室的单裂隙高压注浆渗流试验装置
CN112627153A (zh) * 2020-12-15 2021-04-09 三峡大学 一种裂隙修复可视化测量装置及使用方法
CN112627153B (zh) * 2020-12-15 2022-02-01 三峡大学 一种裂隙修复可视化测量装置及使用方法
CN113063701A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 中南林业科技大学 饱和砂土地层可视化注浆模拟装置及方法
CN114814094A (zh) * 2022-04-13 2022-07-29 西安科技大学 一种可视化模拟瓦斯钻孔封孔的实验装置及实验方法
CN114814094B (zh) * 2022-04-13 2024-03-01 西安科技大学 一种可视化模拟瓦斯钻孔封孔的实验装置及实验方法
CN114814168A (zh) * 2022-04-26 2022-07-29 昆明理工大学 一种微生物注浆加固裂隙岩石试件的试验装置
CN115015251A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 青岛理工大学 一种多作用力下的可视化三维裂隙注浆实验系统及方法
CN115015251B (zh) * 2022-06-01 2024-03-12 青岛理工大学 一种多作用力下的可视化三维裂隙注浆实验系统及方法
CN115728190A (zh) * 2022-11-29 2023-03-03 鲁东大学 基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法
CN117147315A (zh) * 2023-09-05 2023-12-01 焦作煤业(集团)新乡能源有限公司 煤矿断层破碎区注浆加固模拟实验装置及方法

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