CN203101382U - 一种注浆材料压滤效应模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注浆材料压滤效应模拟装置，包括加压部件和压力容器，加压部件与压力容器通过气管连通，压力容器的底部设有只能通过水的滤水组件，滤水组件的底部设有排水口。本实用新型的注浆材料压滤效应模拟装置可以模拟不同注浆压力下注浆材料的压滤效应。

Description

一种注浆材料压滤效应模拟装置

技术领域

本实用新型属于岩土工程基础处理装置领域，尤其涉及一种注浆材料压滤效应模拟装置。

背景技术

瑞士注浆专家隆巴迪指出，在注浆过程中，在压力较大，缝隙很小，并且水能进去而注浆材料无法进入的情况下，注浆材料中多余的水就会从浆材中泌滤出去，这就是所谓的“压滤现象”。由于压滤效应的存在，岩土体中注浆材料结石比自然养护条件下的结石密实得多。陈义斌、陈金祥、夏可风等人对纯水泥浆材在一定灌浆压力作用1小时的结石强度和密实度进行了研究，得出了原来较稀的浆液结石密实度和强度大幅度提高，但是并未对其试验装置进行详细说明。张忠苗参照现场的高压注浆系统设计开发了一种室内压力注浆材料压滤效应模拟装置，指出在粘土注浆中压滤效应贯穿整个注浆过程，但是其所用压力源为常规空压机，工作压力仅为0.8MPa，无法满足常规注浆模拟试验。

因此，急需提供一种注浆材料压滤效应模拟装置，以模拟不同注浆压力下注浆材料的压滤效应，解决本领域的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种以模拟不同注浆压力下注浆材料压滤效应的注浆材料压滤效应模拟装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种注浆材料压滤效应模拟装置，包括加压部件和压力容器，所述加压部件与压力容器通过气管连通，所述压力容器的底部设有只能通过水的滤水组件，所述滤水组件的底部设有排水口。

作为本实用新型的进一步改进为：

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述压力容器外侧设有测压装置，所述测压装置包括测压力容器内部气压的压力表。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述压力表容许工作压力不小于5MPa。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述滤水组件的渗透系数不小于10^-3cm/s。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述滤水组件为圆形透水石。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述加压部件为氮气瓶，所述氮气瓶的公称压力为12.5 Mpa～15Mpa。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述压力容器顶部设有与气管相连的进气口，所述进气口上设有控制其开闭的阀门，所述气管靠近加压部件的一端设有减压器。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述减压器、气管和阀门的容许工作压力不小于5MPa。

上述注浆材料压滤效应模拟装置，优选的，所述压力容器包括圆柱钢筒、上法兰盖和下法兰盖，上法兰盖和下法兰盖分别通过紧固件密封连接于圆柱钢筒的顶部和底部，所述滤水组件设置在下法兰盖开设的凹槽中。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型的注浆材料压滤效应模拟装置，通过气管将加压部件输出的高压气体通入压力容器中，压力容器中的注浆材料受到高压气体挤压，由于压力容器底部设有滤水组件，注浆材料中的水泥和粘土颗粒等浆材原料都无法通过，而浆液中的自由水和部分吸附水通过滤水组件，再经过排水口排出压力容器，从而使浆液含水量大大减小，模拟了常规注浆材料的压滤效应。

（2）本实用新型的注浆材料压滤效应模拟装置，气管靠近加压部件一端设有减压器，能将调控加压部件输出高压气体的压力，将12.5～15MPa的高压氮气降为2～6MPa的较低压氮气，并能保证输入压力容器气体的压力和流量稳定不变，有效地保证了注浆材料受力的均匀、稳定，从而更真实地模拟不同注浆压力下注浆材料的压滤效应。

（3）本实用新型的注浆材料压滤效应模拟装置，采用圆形透水石作为滤水组件，设置在下法兰盖开设的凹槽中，排水孔位于滤水组件的底部，从而实现泌水不泌浆。并且通过使用不同孔隙率的圆形透水石，能够模拟注浆材料在不同地层中的有压滤固结效应。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图例说明：1、加压部件；2、压力容器；3、气管；4、滤水组件；5、排水口；6、压力表；7、压力表接头；8、进气口；9、阀门；10、减压器；11、圆柱钢筒；12、上法兰盖；13下法兰盖；14、注浆材料；15、紧固件；16、O型密封圈。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的注浆材料压滤效应模拟装置，包括加压部件1和压力容器2，加压部件1与压力容器2通过气管3连通，压力容器2的容腔底部设有只能通过水的滤水组件4，滤水组件4的下方设有通向外部的排水口5。

本实施例中的加压部件1为氮气瓶，氮气瓶容积为2L～4L，公称压力为12.5 Mpa～15Mpa。本实施例中的压力容器2包括圆柱钢筒11、上法兰盖12和下法兰盖13，上法兰盖12和下法兰盖13分别通过紧固件15（例如螺栓）密封连接于圆柱钢筒11的顶部和底部，圆柱钢筒11的内径为50mm，高为180mm，壁厚不小于12mm，滤水组件4设置在下法兰盖13开设的凹槽中，排水口5位于下法兰盖13的底部并与滤水组件4连通。压力容器2外侧设有测压装置，测压装置包括测压力容器2内部气压的压力表6和压力表接头7，压力表6的容许工作压力不小于5MPa。压力容器2顶部设有与气管3相连的进气口8，进气口8上设有控制其开闭的阀门9，气管3靠近加压部件1一端设有减压器10，减压器10、气管3和阀门9的容许工作压力不小于5MPa。减压器10能调控加压部件1输出的高压气体的压力，将12.5MPa～15MPa的高压氮气降为2MPa～6MPa的较低压氮气，并能保证输入压力容器2内气体的压力和流量稳定不变。压力容器2内的滤水组件4采用圆形透水石，圆形透水石的直径为60.8mm，厚度为10mm，渗透系数不小于10^-3cm/s，圆形透水石镶嵌在下法兰盖13朝向圆柱钢筒11容腔一侧的凹槽内，该滤水组件4只允许注浆材料中的自由水和部分吸附水通过，实现了泌水不泌浆。

本实用新型模拟压滤效应时的工作原理为：先检查整个装置是否漏气，如果漏气需及时修理；然后打开上法兰盖12，加入注浆材料14使其位于滤水组件4的上方，用上法兰盖12将圆柱钢筒11密封（中间垫O型密封圈16），打开阀门9并关闭减压器10，连接气管3和进气口8，打开氮气瓶通过气管3向压力容器2中输入高压气体，慢慢调节减压器10，观察压力表6，待压力上升到指定数值时立刻关闭阀门9，再关闭氮气瓶，最后关闭减压器10，等减压器10上压力读数为0时，再卸下气管3，压力容器2中的注浆材料14受到高压气体挤压，注浆材料14中的自由水和部分吸附水通过滤水组件4，再经过排水口5排出压力容器2，使注浆材料14中的含水量大大减小，模拟了常规注浆材料的压滤效应。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种注浆材料压滤效应模拟装置，包括加压部件（1）和压力容器（2），所述加压部件（1）与压力容器（2）通过气管（3）连通，其特征在于，所述压力容器（2）的底部设有只能通过水的滤水组件（4），所述滤水组件（4）的底部设有排水口（5）。

2.根据权利要求1所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述压力容器（2）外侧设有测压装置，所述测压装置包括测压力容器（2）内部气压的压力表（6）。

3.根据权利要求2所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述压力表（6）容许工作压力不小于5MPa。

4.根据权利要求1所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述滤水组件（4）的渗透系数不小于10^-3cm/s。

5.根据权利要求4所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述滤水组件（4）为圆形透水石。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述加压部件（1）为氮气瓶，所述氮气瓶的公称压力为12.5 Mpa～15Mpa。

7.根据权利要求6所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述压力容器（2）顶部设有与气管（3）相连的进气口（8），所述进气口（8）上设有控制其开闭的阀门（9），所述气管（3）靠近加压部件（1）的一端设有减压器（10）。

8.根据权利要求7所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述减压器（10）、气管（3）和阀门（9）的容许工作压力不小于5MPa。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的注浆材料压滤效应模拟装置，其特征在于，所述压力容器（2）包括圆柱钢筒（11）、上法兰盖（12）和下法兰盖（13），上法兰盖（12）和下法兰盖（13）分别通过紧固件密封连接于圆柱钢筒（11）的顶部和底部，所述滤水组件（4）设置在下法兰盖（13）开设的凹槽中。

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