CN205898756U - 三维可视化注浆效果试验箱及其注浆、渗流和载荷试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维可视化注浆效果试验箱及其注浆、渗流和载荷试验装置，目的在于，能够直观检验出浆液的扩散规律，检测注浆后的实际注浆效果，还能观测注浆过程中地表起伏情况；能够依据实际工程中地下水情况模拟动水条件下的浆液扩散情况，检验注浆效果，试验箱所采用的技术方案为：包括试验箱，试验箱内自上而下设有若干层试验层，试验箱的底部设置有底板，底板上设置有若干个出水口，出水口上设置有阀门，试验箱的侧壁设置有若干个可视窗口，可视窗口上铰接有钢化玻璃，试验时钢化玻璃与可视窗口密封，试验箱的顶部设置有龙门架。

Description

三维可视化注浆效果试验箱及其注浆、渗流和载荷试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种三维可视化注浆效果试验箱及其注浆、渗流和载荷试验装置。

背景技术

注浆技术广泛应用于岩土工程，然而实际注浆工程中的注浆效果，如浆液扩散半径、浆脉发展情况、加固效果、堵水效果等，多以经验判断，且现在的检测手段多应用于注浆结束后，于设计阶段帮助不大。目前应用于室内试验的注浆效果装置，大都受限于尺寸，以单孔注浆为主，不能有效的检验多孔注浆的叠加效应，对注浆后浆脉扩散效果没有一个直观的认识，注浆半径不易确定。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种能够直观检验出浆液的扩散规律，检测注浆后的实际注浆效果，还能观测注浆过程中地表起伏情况；能够依据实际工程中地下水情况模拟动水条件下的浆液扩散情况，检验注浆效果的三维可视化注浆效果试验箱及其注浆、渗流和载荷试验装置。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种三维可视化注浆效果试验箱，包括试验箱箱体，试验箱箱体内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体的底部设置有底板，底板上设置有若干个出水口，出水口上设置有阀门，试验箱箱体的侧壁设置有若干个可视窗口，可视窗口上铰接有钢化玻璃，试验时钢化玻璃与可视窗口密封，试验箱箱体的顶部设置有龙门架纵向导轨和横向导轨，龙门架纵向导轨和横向导轨连接龙门架，龙门架底部设置有导向轮。

所述试验箱箱体内自上而下设有四层试验层，所述每个可视窗口在内设置四块上下拼接且相互密封的钢化玻璃。

所述钢化玻璃通过圆柱百页脱卸门轴铰链与可视窗口的侧边铰接。

所述可视窗口上设置有用于固定钢化玻璃的栏板锁扣。

所述每个可视窗口内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封。

所述试验箱的顶部设置有顶板，顶板上开设有入水口。

所述钢化玻璃上布设有刻度尺。

一种注浆试验装置，包括所述试验箱，试验箱的顶部连接注浆机，动水注浆试验时，试验箱的底部铺设有土工布，底板上的出水口通过管道和水泵连接至试验箱的顶部。

一种渗流试验装置，包括所述试验箱，试验箱的顶部设置有顶板，顶板与试验箱的顶部密封连接，顶板上开设有入水口，所述入水口通过导管连接至储水箱，储水箱连接外界供水，试验箱箱体的侧壁上开设有不同高度的测压孔，测压孔连接测压管。

所述储水箱上开设有溢流口，所述试验箱箱体的侧壁上开设有处于不同高度的三个测压孔，三个测压孔分别连接有测压管。

一种载荷试验装置，包括所述试验箱，试验箱上设置有承载板，承载板连接有液压装置，液压装置固定设置在龙门架上，试验时承载板与岩土体表层接触。

与现有技术相比，本实用新型的试验箱箱体内设若干层试验层，试验箱箱体的侧壁设置可视窗口，可视窗口内设置钢化玻璃，钢化玻璃和底板与试验箱箱体密封连接，试验时岩土体分层填埋在试验箱内部，通过透明的钢化玻璃，可观测注浆过程地表起伏情况；注浆结束后分层开挖可直观检测注浆后的实际注浆效果；能够依据实际工程中地下水情况模拟动水条件下的浆液扩散情况及注浆效果。

进一步，钢化玻璃通过圆柱百页脱卸门轴铰链与可视窗口的侧边铰接，便于拆卸，采用栏 板锁扣固定钢化玻璃，固定的更加牢靠，每个可视窗口内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封，保证了试验时的密封环境。

本实用新型接近实际工程检验浆液对岩土体的加固效果，能够观测注浆过程中岩土体表面的起伏情况，确定浆液扩散半径，观察浆脉发展情况；增加密封的顶板后能够测定注浆前后岩土体渗透系数，钻孔取芯检测注浆前后岩土体力学性能，还可模拟动水条件下的浆液扩散情况。在整个试验过程中，采用龙门架能够轻松填筑岩土体和吊装、拆卸四周钢化玻璃，还能够借助龙门架实施荷载试验。

附图说明

图1为本实用新型的试验箱箱体示意图；

图2为本实用新型的龙门架示意图；

图3为本实用新型的可视窗口示意图；

图4为本实用新型的底板示意图；

图5为渗流试验装置的结构示意图；

图6为荷载试验装置的结构示意图；

其中，1试验箱，2龙门架纵向导轨，3可视窗口，4龙门架，5横向导轨，6导向轮，7圆柱百页脱卸门轴铰链，8栏板锁扣，9钢化玻璃，10测压孔，11底板，12出水口，13外界供水，14溢流口，15储水箱，16导管，17测压管，18岩土体表层，19承压板，20液压装置。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的解释说明。

参见图1和图2，本实用新型的试验箱包括呈长方体的试验箱箱体1，试验箱箱体1内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体1的侧壁设置有若干个可视窗口3，可视窗口3上铰接有钢化玻璃9，试验时钢化玻璃9与可视窗口3密封，试验箱箱体1的顶部设置有顶板、龙门 架纵向导轨2和横向导轨5，龙门架纵向导轨2和横向导轨5连接龙门架4，龙门架4底部设置有导向轮6，优选地，参见图3，试验箱箱体1内自上而下设有四层试验层，每个可视窗口3内设置四块上下拼接且相互密封的钢化玻璃，钢化玻璃9通过圆柱百页脱卸门轴铰链7与可视窗口3的侧边铰接，可视窗口3上设置有用于固定钢化玻璃9的栏板锁扣8，每个可视窗口3内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封，参见图3，试验箱箱体1的底部设置有底板11，底板11上设置有若干个出水口12，出水口12上设置有阀门，试验箱箱体1的顶部设置有顶板，顶板上开设有入水口。

本实用新型的试验箱以一个长方体形的试验箱箱体1为基础，在试验箱箱体1四周设置可拆卸式钢化玻璃9，钢化玻璃9采用铁皮包边，由上至下分四层；每块铁皮包边的钢化玻璃9由圆柱百页脱卸门轴铰链7与可视窗口3的立柱相连，左侧使用栏板锁扣8可将钢化玻璃9与立柱锁紧，最终使每块钢化玻璃达到不仅可向外打开拆卸，而且也可关闭锁紧的效果；试验箱箱体1顶部还设置有可拆卸式的密封顶板。

可拆卸的钢化玻璃作用：①用来观测注浆过程中岩土体表面的起伏情况；②注浆结束后，逐层拆卸钢化玻璃，开挖岩土体观测浆脉发展情况。

底板11钻若干出水口12并装上阀门，其作用：①测定注浆前后岩土体的渗透系数；②模拟动水条件下注浆效果。

试验箱上部设置一个龙门架纵向导轨2和龙门架4，龙门架纵向导轨2承载龙门架4，通过导向轮6使龙门架4在其上移动，龙门架的作用：①吊装、拆卸钢化玻璃，向试验箱中填土；②提供一个反力架，用于注浆前后岩土的荷载试验。

密封顶板的作用：与其它部件一起组成一个密闭环境，可模拟不同水头高度下岩土体渗透情况。

注浆试验装置包括没有顶板的试验箱，试验箱的顶部连接注浆机，动水注浆试验时，试验 箱箱体1的底部铺设有土工布，底板11上的出水口12通过管道和水泵连接至试验箱的顶部。

参见图5，渗流试验装置包括设置有顶板的试验箱箱体1，顶板与试验箱的顶部密封连接，顶板上开设有入水口，入水口通过导管16连接至储水箱15，储水箱15连接外界供水13，试验箱箱体1的侧壁上开设有不同高度的测压孔，测压孔连接测压管17。储水箱15上开设有溢流口14，试验箱箱体1的侧壁上开设有处于不同高度的三个测压孔，三个测压孔分别连接有测压管。

参见图6，载荷试验装置包括没有顶板的试验箱，试验箱上设置有承载板19，承载板19连接有液压装置20，液压装置20固定设置在龙门架4上，试验时承载板19与岩土体表层18接触。

本实用新型的具体工作过程：

注浆试验：注浆试验进行之前，龙门架4置于试验箱箱体1的龙门架纵向导轨2上，关闭底板11的出水口12，在试验箱四周装上钢化玻璃9，并做好密封工作，使用龙门架4将岩土体填入试验箱，分层装填、压实，并在指定位置预埋注浆管；

1.无动水条件下注浆试验：

①注浆试验之前记录地表位置；

②按试验设计注浆压力和注浆量向岩土体中采用单孔或多孔注入浆液；

③注浆结束后记录地表位置，并做好适当的保养工作；

④待浆液凝土后，逐层拆除钢化玻璃，拆除第一层钢化玻璃后，开挖这一层未胶结的岩土体，保留已胶结岩土体，然后拆除第二层钢化玻璃，开挖第二层未胶结土体；

⑤以注浆孔为圆心，统计浆液扩散半径，观察浆脉发展情况，拍照留存；

⑥拆除上部胶结体，用钻孔取芯机在试验箱下半部钻取若干试样，用于检测试样的抗压强度和渗透系数；

⑦继续拆卸第三、四层钢化玻璃，清除箱体内其余岩土体。

2.动水条件下注浆试验：

试验前在试验箱底部铺上一层土工布，在土工布上填土试验，注浆之前打开底板11的出水口12，向试验箱顶层注入自来水，用水泵将从出水口12中流出的水抽到试验箱顶层，待水流稳定后，按无动水条件下注浆试验中试验方案①～③步，待浆液凝固后，关闭水泵，实施④～⑦步。

渗透系数测定试验：

在试验箱内填完土后，盖上顶板，给试验箱提供一定常水头，打开底板的出水口阀门，待水流稳定后，测量其在一定时间内的渗流量，计算渗流系数；注浆后渗流系数测定过程同上。

荷载试验：

注浆前后土体，按规范要求，在岩土体上施加承载板19，液压装置20通过龙门架4提供反力作用，向承载板19施加一定荷载，施加前后记录承载板19位置，测定岩土体在该荷载下的竖向位移，从而完成荷载试验。

本实用新型接近实际工程检验浆液对岩土体的加固效果，如可观测注浆过程中岩土体表面的起伏情况，确定浆液扩散半径，观察浆脉发展情况，测定注浆前后岩土体渗透系数，钻孔取芯检测注浆前后岩土体力学性能，还可模拟动水条件下的浆液扩散情况。在整个试验过程中，使用的岩土量虽大，但设计的龙门架可做到轻松填筑岩土体和吊装、拆卸四周钢化玻璃，还可借助龙门架实施荷载试验。

Claims (10)

1.一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，包括试验箱箱体(1)，试验箱箱体(1)内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体(1)的底部设置有底板(11)，底板(11)上设置有若干个出水口(12)，试验箱箱体(1)的侧壁设置有若干个可视窗口(3)，可视窗口(3)上铰接有钢化玻璃(9)，试验时钢化玻璃(9)与可视窗口(3)密封，试验箱箱体(1)的顶部设置有龙门架(4)。

2.根据权利要求1所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述试验箱箱体(1)内自上而下设有四层试验层，每个可视窗口(3)内设置四块上下拼接且相互密封的钢化玻璃。

3.根据权利要求2所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述钢化玻璃(9)通过圆柱百页脱卸门轴铰链(7)与可视窗口(3)的侧边铰接。

4.根据权利要求3所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述可视窗口(3)上设置有用于固定钢化玻璃(9)的栏板锁扣(8)，每个可视窗口(3)内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封。

5.根据权利要求1所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述试验箱箱体(1)的顶部设置有顶板，顶板上开设有入水口。

6.根据权利要求1所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述出水口(12)上设置有阀门。

7.根据权利要求1所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述试验箱箱体(1)的顶部设置有龙门架纵向导轨(2)和横向导轨(5)，龙门架纵向导轨(2)和横向导轨(5)连接龙门架(4)，龙门架(4)底部设置有导向轮(6)。

8.一种采用如权利要求1所述三维可视化注浆效果试验箱的注浆试验装置，其特征在于，包括所述试验箱，试验箱的顶部连接注浆机，动水注浆试验时，试验箱箱体(1)的底部铺设有土工布，底板(11)上的出水口(12)通过管道和水泵连接至试验箱的顶部。

9.一种采用如权利要求1所述三维可视化注浆效果试验箱的渗流试验装置，其特征在于，包括所述试验箱，试验箱的顶部设置有顶板，顶板与试验箱的顶部密封连接，顶板上开设有入水口，所述入水口通过导管(16)连接至储水箱(15)，储水箱(15)连接外界供水(13)，试验箱箱体(1)的侧壁上开设有处于不同高度的三个测压孔(10)，三个测压孔(10)分别连接有测压管(17)。

10.一种采用如权利要求1所述三维可视化注浆效果试验箱的载荷试验装置，其特征在于，包括所述试验箱，试验箱上设置有承载板(19)，承载板(19)连接有液压装置(20)，液压装置(20)固定设置在龙门架(4)上，试验时承载板(19)与岩土体表层(18)接触。