CN205826620U - 一种可视化动水裂隙注浆模拟装置 - Google Patents
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Abstract
一种可视化动水裂隙注浆模拟装置由一块内凹的，开口向下的矩形不锈钢上玻璃框与一块平整的不锈钢下玻璃板相扣形成了一个矩形盒框；其特征是：矩形盒框的下玻璃板中部铺设有橡胶片，橡胶片上均匀布满了四棱锥组，每个相邻的四棱锥组底部相连接的空隙即形成了模拟裂缝；矩形盒框的上玻璃框中部设置有注浆孔；矩形盒框的两端分别设置有分流池，分流池通过阻水板与四棱锥组隔开；阻水板上设置有流水口；矩形盒框的左右两侧的玻璃壁上分别通过流水管与稳压水箱与接水槽相连接；该装置能够根据需要对模拟裂隙进行更改，调节四棱锥组高度来模拟不同粗糙度，调节四棱锥组分布来模拟不同裂隙形状；此外该模拟装置能够通过调节分流池，模拟不同的水流动情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动水层流模式下的均匀粗糙状态矩形裂隙的注浆模拟装置，尤其是一种可视化动水裂隙注浆模拟装置。
背景技术
突涌水灾害是目前地下工程中常遇到的一类很严峻的地质灾害，突涌水灾害的主要治理手段为注浆，特别是动水注浆技术多停留在经验发展阶段，没有成熟的理论和技术，缺乏科学的指导，致使多数深埋矿井和隧道都存在常年涌水问题，给工程带来安全威胁的同时，让企业背负了沉重的经济负担，浪费了国家资源，对生态环境也造成了一定的破坏。
多数地下工程突涌水的导水通道基本形式是模拟裂隙(断层可视为模拟裂隙的特殊形式)，因此，地下工程突涌水封堵治理理论研究的基础是模拟裂隙注浆机理。相对于蓬勃发展的注浆材料和注浆工艺，注浆理论研究进展缓慢，尤以动水环境下的模拟裂隙突涌水汗浆封堵理论最为突出。这主要是因为地下浆体力学是涉及被注介质特征(本构关系、断裂损伤)、浆体特性(本构关系、凝固相变)、运移规律(时间相关、控制标准)及其浆液与被注介质相互作用关系的诸多学科的新兴交叉学科。
目前，已经有了大量的模拟裂隙注浆模型试验研究，如杨米加等利用白己研制的试验设备研究了浆液在模拟裂隙岩体中的渗流规律；李华茂等通过椭圆形模拟裂隙渗透注浆模拟试验研究了模拟裂隙宽度、注浆压力、水灰比、注浆时间对浆液扩散距离和注浆的影响；郝哲等研究了泞浆过程中注浆与裂缝间的相互作用和变形问题；张霄等通过大型平面模拟裂隙注浆模型研究了动水注浆的扩散和封堵机理。虽然已经有大量的学者利用模型试验从各个方面对模拟裂隙进行了研究，而在工程中实践中模拟裂隙的粗糙度、流水模式对动水注浆的浆液扩散、封堵范围有何影响往往被忽略，在目前对工程注浆的研究中也鲜有人考虑这方面因素。
发明内容
为了解决现有的注浆技术不成熟，致使深入地下的矿井和隧道都存在常年涌水问题，本实用新型提出了一种可视化动水裂隙注浆模拟装置，该装置能够根据需要对模拟裂隙进行更改，调节四棱锥组高度来模拟不同粗糙度，调节四棱锥组分布来模拟不同裂隙形状；此外该模拟装置能够通过调节分流池，模拟不同的水流动情况。
本实用新型解决其技术问题所使用的技术方案是：一种可视化动水裂隙注浆模拟装置，包括: 稳压水箱，流水管，分流池，矩形盒框，注浆孔，四棱锥组，上玻璃框，接水槽，下玻璃板，模拟裂缝，流水口，阻水板；一种可视化动水裂隙注浆模拟装置由一块内凹的，开口向下的矩形不锈钢上玻璃框与一块平整的不锈钢下玻璃板相扣形成了一个矩形盒框；矩形盒框的下玻璃板中部铺设有橡胶片，橡胶片上均匀布满了四棱锥组，每个相邻的四棱锥组底部相连接的空隙即形成了模拟裂缝；矩形盒框的上玻璃框中部设置有注浆孔；矩形盒框的两端分别设置有分流池，分流池通过阻水板与四棱锥组隔开；阻水板上设置有流水口；矩形盒框的左右两侧的玻璃壁上分别通过流水管与稳压水箱与接水槽相连接。
使用时，调节分流池，使其左右对称，然后在阻水板上的流水口外粘贴胶带，封闭这些流水口，使模拟裂隙模拟水流的模式；满足层流条件，稳压水箱1连通进水泵，模拟裂隙上侧注浆孔连接注浆泵；稳压水箱内注满水后，打开稳压水箱阀门，使模拟裂隙充满稳定的恒压水，待模拟裂隙内水流稳定后，测定模拟裂隙单位时间过水量，测定完毕后开始注浆，调节注浆量的由小到大，观察动水注浆的扩散现象并实时记录即可。
本实用新型有益效果：该装置能够根据需要对模拟裂隙进行更改，调节四棱锥组高度来模拟不同粗糙度，调节四棱锥组分布来模拟不同裂隙形状；此外该模拟装置能够通过调节分流池，模拟不同的水流动情况。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构原理示意图。
图1中：1.稳压水箱，2.流水管，3.分流池，4.矩形盒框，5.注浆孔，6.四棱锥组，7.上玻璃框，8.接水槽，9.下玻璃板，10.模拟裂缝，11.流水口，12阻水板。
具体实施方式：
在图1中，一种可视化动水裂隙注浆模拟装置，包括: 稳压水箱1，流水管2，分流池3，矩形盒框4，注浆孔5，四棱锥组6，上玻璃框7，接水槽8，下玻璃板9，模拟裂缝10，流水口11，阻水板12；一种可视化动水裂隙注浆模拟装置由一块内凹的，开口向下的矩形不锈钢上玻璃框7与一块平整的不锈钢下玻璃板9相扣形成了一个矩形盒框4；矩形盒框4的下玻璃板9中部铺设有橡胶片，橡胶片上均匀布满了四棱锥组6，每个相邻的四棱锥组6底部相连接的空隙即形成了模拟裂缝10；矩形盒框4的上玻璃框7中部设置有注浆孔5；矩形盒框4的两端分别设置有分流池3，分流池3通过阻水板12与四棱锥组6隔开；阻水板12上设置有流水口11；矩形盒框4的左右两侧的玻璃壁上分别通过流水管2与稳压水箱1与接水槽8相连接。
使用时，调节分流池3，使其左右对称，然后在阻水板12上的流水口11外粘贴胶带，封闭这些流水口11，使模拟裂隙10模拟水流的模式；满足层流条件，稳压水箱1连通进水泵，模拟裂隙10上侧注浆孔5连接注浆泵；稳压水箱1内注满水后，打开稳压水箱1阀门，使模拟裂隙10充满稳定的恒压水，待模拟裂隙10内水流稳定后，测定模拟裂隙10单位时间过水量，测定完毕后开始注浆，调节注浆量的由小到大，观察动水注浆的扩散现象并实时记录即可。
Claims (2)
1.一种可视化动水裂隙注浆模拟装置，包括: 稳压水箱（1），流水管（2），分流池（3），矩形盒框（4），注浆孔（5），四棱锥组（6），上玻璃框（7），接水槽（8），下玻璃板（9），模拟裂缝（10），流水口（11），阻水板（12）；一种可视化动水裂隙注浆模拟装置由一块内凹的，开口向下的矩形不锈钢上玻璃框（7）与一块平整的不锈钢下玻璃板（9）相扣形成了一个矩形盒框（4）；其特征是：矩形盒框（4）的下玻璃板（9）中部铺设有橡胶片，橡胶片上均匀布满了四棱锥组（6），每个相邻的四棱锥组（6）底部相连接的空隙即形成了模拟裂缝（10）；矩形盒框（4）的上玻璃框（7）中部设置有注浆孔（5）；矩形盒框（4）的两端分别设置有分流池（3），分流池（3）通过阻水板（12）与四棱锥组（6）隔开；阻水板（12）上设置有流水口（11）；矩形盒框（4）的左右两侧的玻璃壁上分别通过流水管（2）与稳压水箱（1）与接水槽（8）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种可视化动水裂隙注浆模拟装置，其特征是：所述矩形盒框（4）的左右两侧的玻璃壁上分别通过流水管（2）与稳压水箱（1）与接水槽（8）相连接。
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