CN115127930A - 一种动态测定注浆材料泄露极限的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料测试技术领域，特别涉及一种动态测定注浆材料泄露极限的装置及方法，其中一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，该装置包括：动力源、增压机构、增压管路、压力机、夹具和电脑，动力源与增压机构连接，增压机构与增压管路连通，夹具包括上夹具和下夹具，压力机上安装上夹具和下夹具，上夹具和下夹具相对设置，电脑分别通过数据线与增压机构和压力机连接。本发明能实时动态获得材料体积变化过程中流体泄露的信息；该装置可为材料动态加载和动态加压过程的相关研究提供可靠的实验数据。
Description
技术领域
本发明属于材料测试技术领域，特别涉及一种动态测定注浆材料泄露极限的装置及方法。
背景技术
注浆是煤矿、建筑和交通等领域常见的应用技术，注浆材料在实际应用中需要具备特定的力学强度、一定的抗渗性和耐腐蚀性。然而，由于在实际应用环境中注浆体常常会发生剪切、挤压等多种行为，若此类行为超过注浆材料的变化极限，此类材料将发生泄露，我们可以称之为泄露极限。且一旦泄露，将造成无法估量的损失。因此，有必要对材料的泄露极限进行测试和分析。
高分子发泡材料是一种注浆和封孔材料。这类材料具有固化反应迅速、有一定的力学强度、耐磨性好、导热系数低、吸水率低、不透水不透气等优点。在外界环境变化时，高分子发泡材料的强度虽然不如无机材料，但是具有更强的塑性，因此，即使达到屈服阶段，在一定范围内仍具有封堵效果。为了研究这类材料在动态外界环境下的泄露极限，需开展相关实验设备的研究。目前，在外力扰动的情况下，尚无此类研究方法和相关设备。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种动态测定注浆材料泄露极限的装置及方法，以获得不同流体压力和抗压强度的实时数据，为材料动态加载和动态加压过程的相关研究提供可靠的实验数据。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，该装置包括：动力源、增压机构、增压管路、压力机、夹具和电脑，所述动力源与所述增压机构连接，所述增压机构与所述增压管路连通，所述夹具包括上夹具和下夹具，所述压力机上安装所述上夹具和所述下夹具，所述上夹具和所述下夹具相对设置，所述电脑分别通过数据线与所述增压机构和所述压力机连接。
优选地，所述动力源为供气系统或供液系统中的一种。
优选地，所述动力源的末端安装防止逆流的止回阀。
优选地，所述增压机构的末端安装防止逆流的止回阀。
优选地，所述增压管路上安装有压力表，所述压力表通过数据线与所述电脑连接。
优选地，所述增压管路为金属管，所述增压管路的末端开设橡胶圈槽，所述橡胶圈槽上安装有橡胶圈。
一种动态测定注浆材料泄露极限的方法，包括如下步骤：
S1、将注浆材料固定在上夹具和下夹具之间；
S2、在注浆材料上打孔，然后将增压管路插入打好的孔内，并用橡胶圈封堵后再用生料带、凡士林进行密封；
S3、启动压力机向注浆材料施压，同时启动动力源和增压机构向注浆材料输入特定压力的流体，当注浆材料被压力机压穿或被流体击穿时压力会瞬间下降，泄露极限压力由压力表测定得到。
优选地，步骤S2中所述打孔的深度为5mm。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明能实时动态获得材料体积变化过程中流体泄露的信息；该装置可为材料动态加载和动态加压过程的相关研究提供可靠的实验数据。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为自变量为时间时压力曲线；
图3为自变量为应变时压力曲线。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，该装置包括：动力源1、增压机构2、增压管路4、压力机6、夹具和电脑9，所述动力源1与所述增压机构2连接，所述增压机构2与所述增压管路4连通，所述夹具包括上夹具5和下夹具8，所述压力机6上安装所述上夹具5和所述下夹具8，所述上夹具5和所述下夹具8相对设置，所述电脑9分别通过数据线与所述增压机构2和所述压力机6连接。
所述动力源1为供气系统或供液系统中的一种。
所述动力源1的末端安装防止逆流的止回阀。
所述增压机构2的末端安装防止逆流的止回阀。
所述增压管路4上安装有压力表3，所述压力表3通过数据线与所述电脑9连接。
所述增压管路4为金属管，所述增压管路4的末端开设橡胶圈槽，所述橡胶圈槽上安装有橡胶圈。
如图2-3所示，一种动态测定注浆材料泄露极限的方法，包括如下步骤：
S1、将注浆材料7固定在上夹具5和下夹具8之间；
S2、在注浆材料7上打孔，然后将增压管路4插入打好的孔内，并用橡胶圈封堵后再用生料带、凡士林进行密封；
S3、启动压力机6向注浆材料7施压，同时启动动力源1和增压机构2向注浆材料7输入特定压力的流体，当注浆材料7被压力机6压穿或被流体击穿时压力会瞬间下降，泄露极限压力由压力表3测定得到。
步骤S2中所述打孔的深度为5mm。
力学强度（f）和应变（s）由压力机6直接测定所得，泄露极限压力（pm）由压力表3测定得到。当开始施压时，增压管路4开始输入特定压力（p）的流体，当达到泄露的极限压力时，注浆材料7被压力机6压穿或被流体击穿，压力会瞬间下降。
如图2所示，其中可以以自变量为时间（t），因变量为输入压力（p），其余参数控制恒定。可以得到的曲线。由图2可获得静止状态下的极限泄露压力（pm）。
如图3也可以以应变（s）为自变量，输入压力（p）恒定为P0，通过此可以测定泄露一瞬间时的应变。
实施例一
将待测材料置于压力机6下夹具8上，调节好上夹具5；插入增压管路4，深度为材料的5 mm，并对增压管路4四周进行密封；启动动力源1和增压机构2，设置输入参数10 mL/min，将气（液）体经增压机构2，以0.5 MPa的压力输入增压管路4内；此时计算机记录压力表3的初始压力，然后调节增压机构2，以0.05 MPa/min的增速向材料内增压，直到待测材料被击穿为止，用电脑9实时记录数据，并绘制曲线。
实施例二
将待测材料置于压力机6下夹具8上，调节好上夹具5；插入增压管路4，深度为材料的5 mm，并对增压管路4四周进行密封；启动动力源1和增压机构2，设置增压机构2输入的流体压力恒定为0.3 MPa；然后调节压力机6压力，以5 mm/min的速度加压，直到待测材料被压裂并被流体击穿为止，用电脑9实时记录数据，并绘制曲线。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，其特征在于，该装置包括：动力源、增压机构、增压管路、压力机、夹具和电脑，所述动力源与所述增压机构连接，所述增压机构与所述增压管路连通，所述夹具包括上夹具和下夹具，所述压力机上安装所述上夹具和所述下夹具，所述上夹具和所述下夹具相对设置，所述电脑分别通过数据线与所述增压机构和所述压力机连接。
2.根据权利要求1所述的一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，其特征在于，所述动力源为供气系统或供液系统中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，其特征在于，所述动力源的末端安装防止逆流的止回阀。
4.根据权利要求1所述的一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，其特征在于，所述增压机构的末端安装防止逆流的止回阀。
5.根据权利要求1所述的一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，其特征在于，所述增压管路上安装有压力表，所述压力表通过数据线与所述电脑连接。
6.根据权利要求1所述的一种动态测定注浆材料泄露极限的装置，其特征在于，所述增压管路为金属管，所述增压管路的末端开设橡胶圈槽，所述橡胶圈槽上安装有橡胶圈。
7.一种动态测定注浆材料泄露极限的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将注浆材料固定在上夹具和下夹具之间；
S2、在注浆材料上打孔，然后将增压管路插入打好的孔内，并用橡胶圈封堵后再用生料带、凡士林进行密封；
S3、启动压力机向注浆材料施压，同时启动动力源和增压机构向注浆材料输入特定压力的流体，当注浆材料被压力机压穿或被流体击穿时压力会瞬间下降，泄露极限压力由压力表测定得到。
8.根据权利要求7所述的一种动态测定注浆材料泄露极限的方法，其特征在于，步骤S2中所述打孔的深度为5mm。
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