CN109326193B - 模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置及方法，这套装置包括动水供水系统、颗粒类材料注入系统、交叉岩溶管道力学参数模拟及测试系统、数据采集与处理系统、浆—水收集装置等五部分；交叉岩溶管道力学参数模拟及测试系统由可拆卸重组的亚克力管道、螺纹式千斤顶、组成，管路进口处通过高压软管与稳压水源供水系统相连，高压软管上设置流量阀；亚克力管出口处设有浆—水收集槽；亚克力管前部设有颗粒类材料注入孔，注入孔与颗粒类材料注入系统相连，与注入孔相连的注浆管上设置流量阀。该装置的主要实现目的是模拟地下交叉岩溶管道并对颗粒类注浆材料封堵性能进行测试并获取力学参数，指导实际工程。

Description

模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置及方法

技术领域

本发明属于一种模拟破碎带涌水封堵的模型试验，具体属于模拟颗粒类材料封堵破碎带大流量突涌水的一种试验装备及方法。

背景技术

随着国民经济的发展，当前地下工程建设进去高速发展时期。隧道建设方面，西部大开发促使高速公路和铁路建设逐步往西部发展，西部山岭发育，多成岩溶地貌，地质构造复杂，其中突涌水问题是隧道建设中主要的地质灾害。在地下隧洞开挖中，若遭遇地下水丰富地区时，往往开挖受阻，消耗大量时间、人工、材料及设备，严重时造成隧洞倒塌及工程失败。

随着煤矿开采工程的发展，开采深度不断增加，相应的工程地质环境越来越恶化，经常会遇到涌水流沙问题，由于围岩体中的节理、采动裂隙、不良地质构造等为地下水提供了良好的导水通道，给工作面安全作业及正常掘进带来巨大潜在威胁。

因此，注浆堵水加固成为地下煤矿开采工程领域以及隧道掘进领域内治理的主要手段，传统的水泥类，水泥-水玻璃类、高分子膨胀颗粒类注浆材料成为该领域内主要的注浆类材料。诸如此类颗粒类材料在封堵大裂隙突涌水方面取得一定的成功具有极大的应用价值。对用颗粒类材料封堵裂隙涌水技术的研究缺乏理论与工艺的研究，特别是对于高分子膨胀颗粒类材料这类具有粘弹性的非牛顿流体，应用非牛顿流体力学、粘弹性力学等理论研究这类聚合物如何在多孔介质中流动，此类理论的研究对颗粒类材料封堵突涌水具有极强的现实意义。

国内外相关研究人员开展了系列裂隙涌水注浆封堵模型试验，但目前还没有模拟颗粒类材料封堵交叉岩溶模拟管道突涌水的模型，无法建立新的符合动水注浆工况下的注浆理论模型，研究颗粒类材料在在含水构造中的扩散机制和封堵涌水的机理。

发明内容

为了研究颗粒类材料在在含水构造中的扩散机制和封堵涌水的机理，本发明提供了一种可视化的模拟颗粒类材料封堵破碎带涌水的一种试验装置，能有效地认识和揭示动水条件下颗粒类材料的可注性，确定合理的注浆堵水参数并对封堵效果进行评价，为进一步深入研究模拟颗粒类材料注浆堵水工艺提供理论基础。采用流量传感器，水流压力传感器对动水注浆不同位置处的水流流速及水流压力进行实时采集记录，并通过与计算机控制系统地连接实现试验过程的自动化量测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，包括十字交叉岩溶模拟管道、动水供水系统、颗粒类材料注入系统和数据采集与处理系统；

所述的十字交叉岩溶模拟管道包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道，所述的第一管道、第二管道作为动水入口管道与所述的动水供水系统相连，且第一管道或第二管道的入口还与所述的颗粒类材料注入系统相连；所述的第三管道、第四管道作为动水出口管道，沿着水流方向在第三管道和/或第四管道依次设有封堵压力测试段、岩溶破碎带模拟段和支流侵蚀封堵状况模拟段；所述的数据采集与处理系统采集第一管道、第二管道、第三管道和第四管道内的水流情况，并对采集的数据进行处理。

进一步的，所述的岩溶破碎带模拟段包括可拆卸连接的上半圆柱管和下半圆柱管，在所述的上半圆柱管和下半圆柱管的内壁间隔设置有多个卡槽，在所述的卡槽内设置有相同高度或者不同高度的挡板。

进一步的，所述的挡板在上半圆柱管和下半圆柱管的分布形式可根据研究条件任意组合，从而实现对不同涌水破碎带进行模拟封堵。

进一步的，所述的第三、第四管道也与一套动水供水系统相连，监测支流影响下颗粒类封堵材料被携带冲走的情况。

进一步的，所述的第三、第四管道的末端下部置有浆-水收集槽；浆—水收集槽为箱形结构，底部设置出水口，出水口设置高度高于存浆底面，溢入浆—水收集槽的浆液经过沉淀，颗粒类材料沉淀于存浆底面，当上层积水高度高于出水口高度时，污水通过橡胶软管排出收集槽。

进一步的，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道均采用透明材质，在试验过程中可以观察到颗粒类材料的堵水过程，实现其对封堵涌水效果的定性分析。

进一步的，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道包括多段，相邻段管片之间通过法兰盘连接。

进一步的，所述的数据采集与处理系统包括安装在第一管道、第二管道、第三管道、第四管道上的动水流量传感器、水流压力传感器和高清摄影系统；所述的动水流量传感器、水流压力传感器、高清摄影系统均与数据处理装置相连。

进一步的，所述的十字交叉岩溶模拟管道底部通过一个高度可调的支撑架支撑。

为了研究颗粒类材料在破碎带涌水中的封堵效果，本发明还公布了一种可视化的模拟颗粒类材料封堵破碎带涌水的一种试验方法，包括如下步骤：

根据施工中遇到的破碎带地质条件，确定岩块间空隙、岩块的级配、突涌水的流量及流速，对第三管道、第四管道中岩溶破碎带模拟段挡板位置及高度进行调整，并在第一、第二、第三、第四管道的底部中间部分均布置好动水流量传感器及水流压力传感器，将第一、第二、第三、第四管道和一个十字接头相连，形成十字交叉岩溶模拟管道，将十字交叉岩溶模拟管道调整至水平状态；

将第一套动水供水系统和颗粒类材料注入系统分别与十字交叉岩溶模拟管道的第一管道相连，将第二套动水供水系统和十字交叉岩溶模拟管道的第二管道相连；第三套动水供水系统和十字交叉岩溶模拟管道的第三管道和第四管道相连，并在十字交叉岩溶模拟管道布置好动水流量传感器与水流压力传感器；

在第三、第四管道的出水端安装上过滤网筛，并在出水端底部放置浆—水收集槽；

将动水流量传感器及水流压力传感器连接至数据采集装置，设定采集频率及数据存储参数；

调整第一套动水供水系统和第二套动水供水系统的压力控制仪，给交叉管路提供不同的动水流速，待流速稳定后开启颗粒类材料注入系统的注浆泵，将注浆压力设为预定值；

待颗粒类注浆材料扩散至出水口边界或者动水水流被颗粒类材料封堵完全之后停止注浆；观测并实时监测记录不同流量下颗粒类注浆材料水压封堵情况；随后打开第三套动水供水系统，监测并记录支路水流影响下，颗粒类封堵材料被剥蚀携带运输情况；

改变不同试验条件，可以得到破碎带裂隙环境、动水流速、颗粒类材料用量对浆液扩散规律和动水封堵的影响。

进一步的，拆取封堵压力测试段，与动水供水系统通过法兰盘连接，连接完成后，慢慢给颗粒类封堵材料施加水压，测试封堵段极限承压能力，从而对封堵效果进行定量评价。

本发明的有益效果是：

1.本试验装置模拟了颗粒类注浆材料对大裂隙突涌水的封堵效果，为实际使用提供了一定的理论基础。

2.试验装置考虑了实际破碎带中裂隙的空隙、碎石的级配及动水水流的流量、流速等因素，能够良好的模拟实际破碎带涌水情况，即在管道上设置有破碎带模拟装置，可以通过调节挡板位置及高度模拟不同的涌水破碎带；准确的研究了颗粒类材料在在含水构造中的扩散机制和封堵涌水的机理。为建立相关的数学模型及提出用颗粒类材料封堵破碎带裂隙突涌水等注浆理论提供依据，为工程注浆封堵提供参考。

3.实验装置中的封堵压力测试段可在注浆结束后拆卸下来，通过法兰盘与动水供水系统相连，通过动水供水系统逐渐提供水压，测试颗粒类注浆材料的水压极限承载能力，以此来评价颗粒类注浆材料的封堵效果。

4.装置中亚克力管出水口处设置有高压软管与动水供水系统，此高压软管及供水系统用来模拟管道支流。当颗粒类材料封堵住破碎带涌水时，我们通过动水供水系统向封堵段提供不同的水压及流量，监测支流影响下颗粒类封堵材料被携带冲走的情况，从而对支流侵蚀对颗粒类注浆材料产生的影响进行定性评价。

5.实现了试验过程的可视化，便于对试验过程封堵突涌水情况进行定性描述，并且管道内设置的流量及压力传感器能够对水流的流速变化进行实时记录。

6.通过注浆泵可以自由的调节颗粒类材料灌浆材料的注入量，因此依托本实验装置能够进行不同注浆量、不同注浆压力的颗粒类材料对破碎带裂隙突涌水的封堵模拟试验。

7.浆—水收集槽为箱形结构，底部设置出水口，出水口设置高度高于存浆底面，溢入浆—水收集槽的浆液经过沉淀，颗粒类材料沉淀于存浆底面，当上层积水高度高于出水口高度时，污水通过橡胶软管排出收集槽。大大提高了浆—水收集槽的储污能力。

8.实验管道分段连接，拆卸方便，操作简单，可循环使用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明提供的模拟颗粒类材料封堵破碎带涌水试验装置的整体结构图；

图2为动水供水系统结构图；

图3为交叉岩溶模拟管道力学参数模拟及测试结构图；

图4为交叉岩溶模拟管道力学参数模拟及测试下部支架结构图；

图5为支流侵蚀封堵状况模拟段的示意图；

图6为浆—水收集槽的示意图；

图7为交叉岩溶管道力学参数模拟及测试下部支架结构图；

图8为亚克力管道节段图；

附图标记如下：

1-1—动水供水系统；1-2—动水供水系统；1-3—动水供水系统；2—颗粒类材料注入系统；3—交叉岩溶模拟管道力学参数模拟及测试装置；4—数据采集与处理装置；5—浆-水收集槽；6第一管道，7第二管道，8第三管道，9第四管道；

101—承压水罐；102—空气压缩机；103—供水水泵；104—供水箱；105—压力控制仪；201—注浆泵；202—流量传感器；203—注浆流量传感器；

301—亚克力管道；302—螺纹式千斤顶；303—岩溶破碎带模拟段；304—封堵压力测试段；305—支流侵蚀封堵状况模拟段；

31—下半圆柱管，32—下半圆柱管，33—卡槽，34—挡板；

401—流量传感器；402—高清摄影装置、403-高清摄影装置、404-高清摄影装置、405-高清摄影装置；501—流量阀；502—流量阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“第一”、“第二”、“第三”“第四”字样，仅仅是为了区分交叉岩溶模拟管道四个管道，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，国内外相关研究人员开展了系列裂隙涌水注浆封堵模型试验，但目前还没有模拟颗粒类材料封堵交叉岩溶模拟管道突涌水的模型，无法建立新的符合动水注浆工况下的注浆理论模型，研究颗粒类材料在在含水构造中的扩散机制和封堵涌水的机理，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种用颗粒类材料封堵破碎带中高流速涌水的模拟试验装置及试验方法能够模拟多种试验工况，是评价用膨胀颗粒类材料封堵突涌水效果的重要依据，可以依据破碎带涌水封堵的模型试验对粘弹性体在大孔隙介质中流变性进行研究，建立用颗粒类材料类封堵突涌水相关的数学与力学模型，系统地进行颗粒类材料在流场作用下的扩散理论和封堵机理研究。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种用颗粒类材料封堵破碎带涌水的模型试验装置，包括动水供水系统、颗粒类材料及颗粒类材料注入系统、交叉岩溶模拟管道力学参数模拟及测试系统、数据采集与处理系统、浆—水收集槽等五部分。

其中，交叉岩溶模拟管道包括第一管道6、第二管道7、第三管道8和第四管道9，第一管道6、第二管道7、第三管道8和第四管道9通过一个十字接头相连形成了交叉岩溶模拟管道；其中第一管道6、第二管道7作为动水入口管道分别与动水供水系统1-1和动水供水系统1-2相连，且第一管道6的入口还与所述的颗粒类材料注入系统2相连；第三管道8、第四管道9作为动水出口管道，沿着水流方向在第三、第四管道依次设有封堵压力测试段304、岩溶破碎带模拟段303和支流侵蚀封堵状况模拟段305；数据采集与处理系统4包括安装在亚克力管道上的动水流量传感器，高清摄影系统，采集第一管道、第二管道、第三管道和第四管道内的动水流量以及封堵情况，并对采集的数据进行处理。本试验装置考虑了实际破碎带中裂隙的空隙、碎石的级配及动水水流的流量、流速等因素，能够良好的模拟实际破碎带涌水情况。准确的研究了颗粒类材料在在含水构造中的扩散机制和封堵涌水的机理。为建立相关的数学模型及提出用颗粒类材料封堵破碎带裂隙突涌水等注浆理论提供依据，为工程注浆封堵提供参考。

具体的，如图3所示，交叉岩溶模拟管道由可拆卸重组的亚克力管道，管路进口处通过高压软管与动水供水系统相连，高压软管上设置流量阀501；亚克力管出口处设有浆—水收集槽；亚克力管前部设有颗粒类材料注入孔，注入孔与颗粒类材料注入系统相连，与注入孔相连的注浆管上设置流量阀；

亚克力管分多段，每段管片之间通过法兰盘连接，拆装方便；具体的单节段的亚克力管道如图8所示，亚克力管为透明材质；本发明采用亚克力管实现了试验过程的可视化，便于对试验过程封堵突涌水情况进行定性描述，并且管道内设置的流量及压力传感器能够对水流的流速变化进行实时记录。

亚克力管底部通过金属支架支撑，优选的，所述的金属支架为螺纹式千斤顶，可以实现亚克力管的整体高度的调节，具体结构参见附图7；

在试验过程中可以观察到颗粒类材料的堵水过程，实现其对封堵涌水效果的定性分析。

每段亚克力管的内壁底部设置有动水流量传感器跟水流压力传感器，传感器均与无纸记录仪相连，可以对实验过程中水流的流量及流速变化过程进行实时监测记录。无纸记录仪通过数据线直接与电脑连接，直接通过软件绘制出水流的压力-时间变化曲线、流量-时间变化曲线。

亚克力管出水口处设置有高压软管与动水供水系统1-3，此高压软管及供水系统用来模拟管道支流。当颗粒类材料封堵住破碎带涌水时，本申请通过动水供水系统向封堵段提供不同的水压及流量，监测支流影响下颗粒类封堵材料被携带冲走的情况。

进一步的，在亚克力管的末端下部置有浆-水收集槽，具体结构图5所示，浆—水收集槽为箱形结构，底部设置出水口，出水口设置高度高于存浆底面，溢入浆—水收集槽的浆液经过沉淀，颗粒类材料沉淀于存浆底面，当上层积水高度高于出水口高度时，污水通过橡胶软管排出收集槽。

进一步的，本申请中的交叉岩溶模拟管道中的岩溶破碎带模拟段的结构如图4所示，可沿中轴线拆分为上下两部分，即上半圆柱管31和下半圆柱管32，在所述的上半圆柱管和下半圆柱管的内壁间隔设置有多个卡槽33，在所述的卡槽33内设置有相同高度或者不同高度的挡板；所述的挡板在上半圆柱管和下半圆柱管的分布形式可根据研究条件任意组合，从而实现对不同涌水破碎带进行模拟封堵；例如：上半圆柱管的挡板间隔设置，下半圆柱管的挡板连续设置；或者上半圆柱管的挡板连续设置，下半圆柱管的挡板连续设置，或者上下半圆柱管的挡板穿插设置等等。

进一步的，如图2所示，本申请中的动水供水系统1-1、1-2、1-3各自包括承压水罐101、空气压缩机102、压力控制仪105、供水水泵103、供水箱104；所述的承压水罐101通过输水管与供水水泵103相连，所述的供水水泵103通过输水管与供水箱104相连，所述的空气压缩机102通过输水管与承压水罐101相连。动水供水系统中用压力控制仪采集承压水罐的压力数值，通过数据线控制所述空气压缩机的运行。动水供水系统中的供水水泵通过输水软管与亚克力管的输水孔相连，在输水软管上设有流量传感器；通过该动水供水系统实现了对亚克力管内的水压调节，且保证了亚克力管内水压的稳定性。

在本实施例中，动水供水系统共三套，其中两套用作模拟交叉岩溶模拟管道供水水源，所述的动水供水系统用压力控制仪采集承压水罐的压力数值，通过数据线控制所述空气压缩机的运行，从而给交叉岩溶模拟管道提供不同的水流压力。第三套用作模拟岩溶管道的支流供水水源。在其他实施例中，还可以设置四套动水供水系统，即第三管道和第四管道分别连接一套动水供水系统，用于模拟岩溶管道的支流供水水源。

如图1中所示，颗粒类材料注入系统2包括一台注浆泵202、阀门和高压输浆管；所述的注浆泵202通过高压输液管与向亚克力管中注入颗粒类材料，所述的高压输液管上设有流量阀502。高压输液管上设有注浆流量传感器203和注浆压力传感器202。注浆泵202能够实现定量注浆，从而通过调节注浆泵的流量来控制颗粒类材料灌浆材料的用量。

在颗粒类材料成功封堵涌水后，拆卸下封堵压力测试段，连接到动水供水系统上，通过动水供水系统提供水压，通过数据采集与处理系统记录该封堵段的承载压力，有效的对颗粒类材料的封堵效果进行定性的评价。

为了研究颗粒类材料在破碎带涌水中的封堵效果，本发明还公布了一种可视化的模拟颗粒类材料封堵破碎带涌水的一种试验方法，具体如下：

注浆泵通过高压输液管与注浆花管相连，花管插入亚克力管进口端的注浆孔内，并布置好注浆压力传感器与注浆流量传感器。

根据施工中遇到的破碎带地质条件，确定岩块间空隙、岩块的级配、突涌水的流量及流速，从而对亚克力管中岩溶破碎带模拟段挡板位置及高度进行调整，调整供水系统压力控制仪来提供与工程相似的动水条件，并在亚克力管的底部中间部分均布置好动水流量传感器及水流压力传感器，调整螺纹式千斤顶，把亚克力管调整至水平状态。

将供水系统的储水箱的出水孔通过输水软管与亚克力管的进水口相连，并布置好动水流量传感器与水流压力传感器。

在亚克力管的末端安装上过滤网筛，并在出水端底部放置浆—水收集槽。

将流量传感器和压力传感器连接至数据采集装置，设定采集频率及数据存储参数。

注浆泵中加入颗粒类注浆材料。调整压力控制仪，给交叉管路提供不同的动水流速，待流速稳定后开启注浆泵，将注浆压力设为预定值。

待颗粒类注浆材料扩散至出水口边界或者将动水水流被颗粒类材料封堵完全之后停止注浆。观测并实时监测记录不同流量下颗粒类注浆材料水压封堵情况。随后打开管路末端的动水供水系统，监测并记录支路水流影响下，颗粒类封堵材料被剥蚀携带运输情况。

拆取封堵压力测试段亚克力管，与动水供水系统通过法兰盘连接，连接完成后，慢慢给颗粒类封堵材料施加水压，测试封堵段极限承压能力，从而对封堵效果进行定量评价。

改变不同试验条件，可以得到破碎带裂隙环境、动水流速、颗粒类材料用量对浆液扩散规律和动水封堵的影响。

清洗颗粒类材料及颗粒类材料注入系统及试验平台。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，其特征在于，包括十字交叉岩溶模拟管道、动水供水系统、颗粒类材料注入系统和数据采集与处理系统；

所述的十字交叉岩溶模拟管道包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道，所述的第一管道、第二管道作为动水入口管道与所述的动水供水系统相连，且第一管道或第二管道的入口还与所述的颗粒类材料注入系统相连；所述的第三管道、第四管道作为动水出口管道，沿着水流方向在第三管道和/或第四管道依次设有封堵压力测试段、岩溶破碎带模拟段和支流侵蚀封堵状况模拟段；所述的数据采集与处理系统采集第一管道、第二管道、第三管道和第四管道内的水流情况，并对采集的数据进行处理；

所述的岩溶破碎带模拟段包括可拆卸连接的上半圆柱管和下半圆柱管，在所述的上半圆柱管和下半圆柱管的内壁间隔设置有多个卡槽，在所述的卡槽内设置有相同高度或者不同高度的挡板；

所述的挡板在上半圆柱管和下半圆柱管的分布形式可根据研究条件任意组合，从而实现对不同涌水破碎带进行模拟封堵。

2.如权利要求1所述的一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，其特征在于，所述的第三、第四管道也与一套动水供水系统相连，监测支流影响下颗粒类封堵材料被携带冲走的情况。

3.如权利要求1所述的一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，其特征在于，所述的第三、第四管道的末端下部置有浆-水收集槽；浆—水收集槽为箱形结构，底部设置出水口，出水口设置高度高于存浆底面，溢入浆—水收集槽的浆液经过沉淀，颗粒类材料沉淀于存浆底面，当上层积水高度高于出水口高度时，污水通过橡胶软管排出收集槽。

4.如权利要求1所述的一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，其特征在于，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道均采用透明材质，在试验过程中可以观察到颗粒类材料的堵水过程，实现其对封堵涌水效果的定性分析。

5.如权利要求1所述的一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，其特征在于，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道包括多段，相邻段管片之间通过法兰盘连接；

进一步的，所述的十字交叉岩溶模拟管道底部通过一个高度可调的支撑架支撑。

6.如权利要求1所述的一种模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置，其特征在于，所述的数据采集与处理系统包括安装在第一管道、第二管道、第三管道、第四管道上的动水流量传感器、水流压力传感器和高清摄影系统；所述的动水流量传感器、水流压力传感器、高清摄影系统均与数据处理装置相连。

7.利用权利要求1-6任一所述的模拟交叉岩溶管道涌水封堵实验装置进行试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据施工中遇到的破碎带地质条件，确定岩块间空隙、岩块的级配、突涌水的流量及流速，对第三管道、第四管道中岩溶破碎带模拟段挡板位置及高度进行调整，并在第一、第二、第三、第四管道的底部中间部分均布置好动水流量传感器及水流压力传感器，将第一、第二、第三、第四管道和一个十字接头相连，形成十字交叉岩溶模拟管道，将十字交叉岩溶模拟管道调整至水平状态；

将第一套动水供水系统和颗粒类材料注入系统分别与十字交叉岩溶模拟管道的第一管道相连，将第二套动水供水系统和十字交叉岩溶模拟管道的第二管道相连；第三套动水供水系统和十字交叉岩溶模拟管道的第三管道和第四管道相连，并在十字交叉岩溶模拟管道布置动水流量传感器与水流压力传感器；

在第三、第四管道的出水端安装上过滤网筛，并在出水端底部放置浆—水收集槽；

将动水流量传感器及水流压力传感器连接至数据采集装置，设定采集频率及数据存储参数；

调整第一套动水供水系统和第二套动水供水系统的压力控制仪，给交叉管路提供不同的动水流速，待流速稳定后开启颗粒类材料注入系统的注浆泵，将注浆压力设为预定值；

待颗粒类注浆材料扩散至出水口边界或者动水水流被颗粒类材料封堵完全之后停止注浆；观测并实时监测记录不同流量下颗粒类注浆材料水压封堵情况；随后打开第三套动水供水系统，监测并记录支路水流影响下，颗粒类封堵材料被剥蚀携带运输情况；

改变不同试验条件，可以得到破碎带裂隙环境、动水流速、颗粒类材料用量对浆液扩散规律和动水封堵的影响。

8.利用权利要求7所述的试验方法，其特征在于，拆取封堵压力测试段，与动水供水系统通过法兰盘连接，连接完成后，慢慢给颗粒类封堵材料施加水压，测试封堵段极限承压能力，从而对封堵效果进行定量评价。