CN204301779U - 一种室内深孔注浆多参数联合测试仪 - Google Patents
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Abstract
一种室内深孔注浆多参数联合测试仪，包括土体固结系统以及注浆控制系统。所述的土体固结系统包括放置在百分表架上的百分表，百分表架固定在台板上，台板上放置容器底座，容器底座内部为有机玻璃容器，有机玻璃容器内部从下到上依次为下透水板、试样和上透水板，上透水板的上部为传压板，在传压板和百分表下部之间为矩形加压框架的上边，加压框架两个侧边穿过台板，加压框架的下边位于台板的下方；台板的下方上连接有杠杆，该杠杆垂直于加压框架所在平面；该杠杆的一端设有平衡锤，另一端设有砝码盘和砝码。本实用新型取样简单(原状土)、适用于不同地层条件下基于不同注浆原理(渗透、压密与劈裂)的室内多种深孔注浆设计参数的测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种室内深孔注浆多参数联合测试仪，适用于不同地层条件下基于不同注浆原理(渗透、压密与劈裂)的多种深孔注浆设计参数的测试工作，在矿山、水利、交通、建筑、铁道特别是地下铁道等领域具有广泛应用前景。
背景技术
注浆技术，是将一定材料配制成的浆液，用液压、气压或电化学的方法，注入到地层或缝隙内，使其扩散、胶凝或固化，使岩土体成为强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体，从而改善岩土体的物理力学性质，达到加固地层或者防渗堵漏的目的。
注浆技术已被广泛应用于矿山、水利、交通、建筑以及铁道等各个领域，目前，随着新的注浆理论、注浆工艺、注浆材料、设备以及注浆效果检测手段的不断研制、开发，注浆技术的应用范围得到了进一步扩大。特别是目前正在蓬勃发展的城市轨道交通建设，施工过程中(尤其是在城市核心区)遇到的工程风险(如软弱地层区坍塌、富水区涌水等)及环境风险(如下穿既有线、出入口仰挖段、地下管线等位移敏感区)问题越来越突出，注浆技术逐渐成为解决上述问题的最有效工程措施之一，在地铁工程施工领域发挥了显著的作用。
注浆效果的好坏往往取决于注浆设计参数的设置，而注浆设计参数需要根据不同地层条件所适用的注浆原理来确定，渗透、压密以及劈裂等不同注浆原理的特性参数是注浆设计的前提和基础。目前，国内外室内试验对于渗透注浆参数研究较为完善，但是基本都忽略了地层实际的应力条件，导致实际注浆效果与试验成果出入较大；压密注浆与劈裂注浆往往采用模型试验的方法，费时费力且尺寸效应、重力场、原状土与重塑土关系等问题较难解决，不易于实际工程应用。因此，为了满足注浆技术发展的需要，急需要形成一套取样简单(原状土)、适用于不同地层条件下基于不同注浆原理(渗透、压密与劈裂)的室内多种深孔注浆设计参数的测试试验装置，来较为科学化、精确化地获得基于不同注浆原理的注浆参数，以确保注浆技术的有效、安全和经济。
实用新型内容
有鉴于此，为克服现有注浆试验设备通用性与易用性较差、应力边界条件无法考虑、原状土与重塑土关系等问题，本实用新型提出一种结构简单，制作容易，费用低廉，操作方便，使用可靠的室内深孔注浆多参数联合测试试验装置，可供不同地层条件下，基于不同注浆原理(渗透、压密、劈裂)的深孔注浆参数(如渗透注浆的扩散半径、压密注浆的塑性区半径、劈裂注浆的启劈压力、劈裂延伸角)的室内试验研究。通过本试验测试仪可为不同地层条件下深孔注浆设计提供可靠参数依据。
一种室内深孔注浆多参数联合测试仪，包括土体固结系统以及注浆控制系统；其特征在于：
所述的土体固结系统包括放置在百分表架上的百分表，百分表架固定在台板上，台板上放置容器底座，容器底座内部为有机玻璃容器，有机玻璃容器内部从下到上依次为下透水板、试样和上透水板，上透水板的上部为传压板，在传压板和百分表下部之间为矩形加压框架的上边，加压框架两个侧边穿过台板，加压框架的下边位于台板的下方；台板的下方上连接有杠杆，该杠杆垂直于加压框架所在平面；该杠杆的一端设有平衡锤，另一端设有砝码盘和砝码。
本实用新型所采用的技术方案是：一种室内深孔注浆多参数联合测试仪，包括：改进的土体固结系统以及注浆控制系统。首先通过改进的土体固结系统，对原状土样加压固结，来满足不同压力环境下的试验要求，然后通过注浆控制系统对改进固结仪内的土样进行注浆试验，分别量测研究不同的注浆参数。其中：
1、改进的土体固结系统，基于普通固结仪的基本原理，以目前勘察行业中所常用的标准取土桶所获得的原状土样为对象(试样尺寸约为直径100mm，高150mm或者200mm)，包括：量测装置(百分表及百分表架)、传压板、高强有机玻璃护筒、上下透水板、加压框架、台板、杠杆、砝码及砝码盘、平衡锤以及注浆管预留孔等。改进的固结系统，首先将标准取土桶获得的原状土样放置到改进的固结仪(护筒)中，通过加载系统对土样施加原位上覆土压力完成固结。
2、注浆控制系统，主要包括：浆液配置桶、注浆泵、流量表、压力表，高压塑料软管、注浆管(铜管)、注浆止回套管、注浆阀、泄压阀等。注浆系统，首先按照预先设计在配置浆液，利用注浆泵将浆液从配制桶中送入高压塑料软管，并通过注浆铜管将浆液注入改进固结仪中的土体，注浆过程中通过压力表、流量表以及注浆阀控制注浆的压力及流量，注浆止回套管主要是防止浆液沿铜管流出。
本实用新型的优点是：可以适用于不同地层条件下不同注浆原理的注浆参数的测试研究工作，主要包括：
1)可以实现不同压力条件下渗透注浆试验，对渗透注浆的注浆压力、扩散半径、注浆量等参数进行测试，并分析其相对关系及规律；
2)可以实现不同压力条件下压密注浆试验，对压密注浆的注浆压力、注浆量以及塑性区半径等参数进行测试，并分析其相对关系及规律；
3)可以实现不同压力条件下劈裂注浆试验，对劈裂注浆的注浆压力、启劈压力、劈裂延伸角、注浆量以及裂隙长度、厚度等参数进行测试，并分析其相对关系及规律。
附图说明
图1：改进固结仪侧视剖面图
图2：改进固结仪正视剖面图
图3：试验系统图
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
深孔注浆多参数联合测试系统，包括改进的固结仪系统和注浆控制系统，如图1、图2、图3所示。其中：1-百分表，2-百分表架，3传压板，4-上透水板，5-试样，6-有机玻璃容器，7-下透水板，8-容器底座(水槽)，9-阀门，10-台板，11-加压框架，12-杠杆，13-砝码盘，14-砝码，15-平衡锤，16-止回套管，17-流量表，18-高压软管，19-压力表，20-卸压阀，21-废料桶，22-注浆泵，23-阀门1，24-阀门2，25-浆液筒A(右侧有液面高度观察窗，标有刻度)，26-浆液筒B(右侧有液面高度观察窗，标有刻度)。
具体实施方式
一种室内深孔注浆多参数联合测试仪，包括土体固结系统以及注浆控制系统；其特征在于：
所述的土体固结系统包括放置在百分表架2上的百分表1，百分表架2固定在台板10上，台板10上放置容器底座8，容器底座8内部为有机玻璃容器6，有机玻璃容器内部从下到上依次为下透水板7、试样和上透水板4，上透水板4的上部为传压板，在传压板和百分表1下部之间为矩形加压框架11的上边，加压框架两个侧边穿过台板10，加压框架的下边位于台板10的下方；台板10的下方上连接有杠杆12，该杠杆垂直于加压框架所在平面；该杠杆的一端设有平衡锤15，另一端设有砝码盘13和砝码14。容器底座8和有机玻璃容器6上都留有和注浆控制系统的相通的孔。
设备安装与操作的具体实施方式：
1、按照试验设计材料和配比，在浆液配置桶中将注浆所使用的浆液预先配置妥当；
2、依次连接高压软管、注浆泵、压力表、注浆阀、泄压阀、注浆管以及止回套管，组成注浆控制系统；
3、将标准取土桶中的原状土样取出，放入改进固结仪的护筒中(尽量减少对原状土样的扰动)，上下放置透水板，再依次安装传压板、测量系统(百分表)，再利用加载系统对试样逐级加荷至设计荷载，待百分表数值稳定后进行下一步；
4、试样固结稳定之后，利用预留注浆孔洞，采用小钻开挖注浆孔至试样中心轴位置，清空注浆孔，将注浆管及止回套管通过预留注浆孔洞轻轻插入土样(尽量减少对土样的扰动)；
5、检查改进的固结仪系统与注浆控制系统连接，记录压力表、流量表的初始读数；
6、启动注浆泵，利用压力表、流量表以及注浆阀控制注浆的压力及流量，对土样进行注浆，注浆过程中，通过高强有机玻璃护筒随时观察试样及浆液注入情况，并通过百分表记录注浆过程中试样的变形情况；
7、对于渗透注浆，记录渗透注浆过程中的注浆压力、注浆量、注浆速率等参数，注浆完成之后，将试样取出，量测渗透扩散半径，并分析各个参数的相对关系及规律；
8、对于压密注浆，记录压密注浆过程中的注浆压力、注浆量、注浆速率等参数，注浆完成之后，将试样取出，量测压密注浆的塑性区半径，并分析各个参数的相对关系及规律；
9、对于劈裂注浆，记录劈裂注浆过程中的注浆压力、注浆量、注浆速率等参数，注浆完成后，取出试样，量测劈裂注浆产生的劈裂延伸角(注浆过程中实时观测)、裂隙长度、厚度等，通过注浆压力与时间关系图和注浆量与时间关系图双控分析劈裂注浆的启劈压力，分析各个参数的相对关系及规律。
Claims (1)
1.一种室内深孔注浆多参数联合测试仪，包括土体固结系统以及注浆控制系统；其特征在于：
所述的土体固结系统包括放置在百分表架上的百分表，百分表架固定在台板上，台板上放置容器底座，容器底座内部为有机玻璃容器，有机玻璃容器内部从下到上依次为下透水板、试样和上透水板，上透水板的上部为传压板，在传压板和百分表下部之间为矩形加压框架的上边，加压框架两个侧边穿过台板，加压框架的下边位于台板的下方；台板的下方上连接有杠杆，该杠杆垂直于加压框架所在平面；该杠杆的一端设有平衡锤，另一端设有砝码盘和砝码。
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