CN206683995U - 一种组合式模拟砂土注浆的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，包括依次连通的储浆箱、控制组件、模型组件和废液箱；所述控制组件包括蠕动泵、压力传感器和流量计；所述模型组件包括顶盖、分段式仓体、筛网和底座；所述顶盖罩设在所述分段式仓体上方，所述顶盖设置有一用于连通所述控制组件和分段式仓体的第一通孔，所述第一通孔与所述分段式仓体在同一中轴线上；所述分段式仓体包括至少一透明筒体；所述底座固定于所述分段式仓体下部，所述底座设置有一同于连通所述分段式仓体和废液箱的第二通孔，所述第二通孔与所述分段式仓体在同一中轴线上；所述筛网设置于所述第二通孔与分段式仓体连通处。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种组合式模拟砂土注浆的试验装置。
背景技术
我国交通路网全面向西部、西南纵深拓展，同时国家政策助推内蒙新疆地区大能源战略起步，大量处于砂土层区域的矿井能源工程将投入兴建.各类地下工程普遍面临地质灾害威胁，部分区域同时遭受多种地质灾害影响。在砂土层地区，流沙及砂土体(潜烛、管涌)常影响各类工程的结构稳定性，同时因砂土体渗透堤坝等构筑物对区域安全造成严重威胁。上述灾害对各类地下工程施工建设产生了严重的危害，带来了巨大的安全风险与经济负担，同时破坏了矿区水资源与生态环境，限制了社会经济的可持续发展。
注浆是治理各类地下工程地质灾害的有效技术手段，具备封堵水力通道和岩土体结构加固特性，并能避免因疏水引起的水文地质灾害，但注浆工程是隐蔽工程，浆液在砂土体等各类工程岩体中的扩散过程难以完整展示，注浆过程中浆-水-砂相互作用机理极为复杂，同时注浆材料自身理化性质存在时变性。
注浆模拟试验是研究注浆理论的一种有效方法，它根据相似准则及相似原理，通过一定的相似比考虑各种因素，开展注浆理论研究，预测注浆扩散运移形态、验证注浆设计及计算注浆过程中各因素变化。但由于地层条件的复杂性和注浆工程的隐蔽性，注浆模拟试验与现场试验结果往往具有很大差距。现有的试验模型受实验室条件和模型仓体的尺寸限制，远达不到世纪地层的模拟深度，要达到此深度，模型仓体的尺寸必须制作得较大，结构复杂又增加了试验成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，解决了上述背景技术中注浆模拟试验与现场试验结果差距大等问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，包括依次连通的储浆箱、控制组件、模型组件和废液箱；
所述控制组件包括蠕动泵、压力传感器和流量计；
所述模型组件包括顶盖、分段式仓体、筛网和底座；所述顶盖罩设在所述分段式仓体上方，所述顶盖设置有一用于连通所述控制组件和分段式仓体的第一通孔，所述第一通孔与所述分段式仓体在同一中轴线上；所述分段式仓体包括至少一透明筒体；所述底座固定于所述分段式仓体下部，所述底座设置有一同于连通所述分段式仓体和废液箱的第二通孔，所述第二通孔与所述分段式仓体在同一中轴线上；所述筛网设置于所述第二通孔与分段式仓体连通处。
在本实用新型一较佳实施例中，所述透明筒体数量至少为2，各透明筒体间通过连接件相互连接并呈线性排列。所述连接件固定设置于所述透明筒体的两端，沿垂直于所述透明筒体外壁的方向上向外延伸，所述连接件上还设置有若干螺孔。所述顶盖和底座上分别设置有与所述连接件上螺孔位置相匹配的螺孔，所述顶盖、透明筒体和底座之间通过螺丝锁接。
在本实用新型一较佳实施例中，所述螺孔为8个，各螺孔均匀对称分布在同一圆周上。
在本实用新型一较佳实施例中，所述顶盖与连接件之间、所述各连接件之间、所述连接件与底座之间还设置有圆环状的防水垫。
在本实用新型一较佳实施例中，所述筛网设置于所述连接件与底座之间，孔径为0.2-0.4mm。
在本实用新型一较佳实施例中，所述底座下部设置有用于支撑所述模型组件的支架。
在本实用新型一较佳实施例中，所述模型组件还包括设置于分段式仓体内的圆柱状土样。
在本实用新型一较佳实施例中，所述透明筒体为亚克力圆柱。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.分段式仓体，可以根据土样大小自由组合，根据需要改变高度，可模拟多种受注介质，观察不同高度下的注浆截面，应用范围广。
2.亚克力材质的透明筒体，具有较好加工特性和可与玻璃比拟的透光率，简易轻便，成本低廉，易于实验操作，可透过模型实时观察浆液运动与扩散情况，便于直接观测。
3.模型组件可拆装，便于携带，结构简单，组装方便，试验后可取出土柱，进行后续研究而且不破坏土柱完整性。
4.分段式仓体底部设置有筛网与出浆管，利于浆液排放的同时保证了土样不流失，实现注浆的连续开展，且注浆范围可达整个模型区域。
5.采用流量计与渗压传感器监测注浆的动态参数，可以进行全过程实时注浆监测，并观察所测数据变化，试验周期短，相似性高，可重复性强。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的顶盖结构示意图。
图3为本实用新型的筛网结构示意图。
图4为本实用新型的底座结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本实用新型的内容：
请查阅图1-4，一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，包括依次连通的储浆箱1、控制组件、模型组件和废液箱；
所述控制组件包括沿浆液流动方向依次连接的蠕动泵21、压力传感器和流量计25。
所述模型组件包括顶盖31、分段式仓体33、筛网35和底座37；所述顶盖31罩设在所述分段式仓体33上方，所述顶盖31设置有一用于连通所述控制组件和分段式仓体33的第一通孔51，所述第一通孔51与所述分段式仓体33在同一中轴线上；所述分段式仓体33包括至少一透明筒体34；所述底座37固定于所述分段式仓体33下部，所述底座37设置有一同于连通所述分段式仓体33和废液箱的第二通孔52，所述第二通孔52与所述分段式仓体33在同一中轴线上；所述筛网35设置于所述第二通孔52与分段式仓体33连通处，筛网35孔径为0.2-0.4mm，筛网35外周还设置有与连接件上螺孔位置相匹配的螺孔。组装时，可选用长螺丝将透明筒体下部连接件36、防水垫32、筛网35、防水垫32和底座37依次锁接。
在本实施例中，所述透明筒体34数量为2，各透明筒体34间通过连接件36相互连接并呈线性排列。所述连接件36固定设置于所述透明筒体34的两端，沿垂直于所述透明筒体34外壁的方向上向外延伸，所述连接件36上还设置有若干螺孔53。所述顶盖31和底座37上分别设置有与所述连接件36上螺孔53位置相匹配的螺孔53，所述顶盖31、透明筒体34和底座37之间通过螺丝锁接。所述螺孔53为8个，各螺孔53均匀对称分布在同一圆周上。
在本实施例中，为保证各透明筒体34连接的密封性和稳定性，所述顶盖31与连接件36之间、所述各连接件36之间、所述连接件36与底座37之间还设置有圆环状的防水垫32，所述防水垫32为硅胶材质。
在本实施例中，所述底座37下部设置有用于支撑所述模型组件的支架38，所述支架38为均匀分布在底座37同一圆周上的三个支腿，所述支腿在模型组件下方形成空间，使得浆液可以从第二通孔52顺利流向废液箱。
在本实施例中，所述模型组件还包括设置于分段式仓体33内的圆柱状土样，该圆柱状土样可以是砂土或是碎石土，或是模拟施工地的特殊土层结构，
在本实施例中，所述透明筒体34为亚克力圆柱，所述顶盖31、连接件36、防水垫32和底座37为直径大于透明筒体34直径的圆形或圆环。
在本实施例中，依据需要模拟的土层结构确定分段式仓体33高度，即透明筒体34的个数。首先，将最下层透明筒体34下部的连接件36与筛网35、防水垫32、底座37锁接，底座37上的第二通孔52连接出浆管至废液箱；依次用螺丝锁接各透明筒体34，各透明筒体34呈线性竖直排列，各连接件36间均设置有放水垫；在分段式仓体33内部制作圆柱状土样；然后，将最上层透明筒体34上部的连接件36与防水垫32、顶盖31锁接，顶盖31上的第一通孔51连接注浆管；注浆管的另一端沿浆液流动方向依次设置有储浆蠕动泵21、渗压传感器23和流量计25。模拟试验时，蠕动泵21驱动浆液从储浆箱1向模型组件流动，依次经过渗压传感器23和流量计25，全过程实时监测注浆的动态参数，观察所测数据变化，浆液流入分段式仓体33后，透明亚克力材质的壳体方便观测浆液分布情况；到达分段式仓体33底部的浆液由第二通孔52向废液箱流出，而圆柱状土样由于筛网35的作用被保留于分段式仓体33内，以实现注浆的连续开展。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：包括依次连通的储浆箱、控制组件、模型组件和废液箱；
所述控制组件包括蠕动泵、压力传感器和流量计；
所述模型组件包括顶盖、分段式仓体、筛网和底座；所述顶盖罩设在所述分段式仓体上方，所述顶盖设置有一用于连通所述控制组件和分段式仓体的第一通孔，所述第一通孔与所述分段式仓体在同一中轴线上；所述分段式仓体包括至少一透明筒体；所述底座固定于所述分段式仓体下部，所述底座设置有一同于连通所述分段式仓体和废液箱的第二通孔，所述第二通孔与所述分段式仓体在同一中轴线上；所述筛网设置于所述第二通孔与分段式仓体连通处。
2.根据权利要求1所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述透明筒体数量至少为2，各透明筒体间通过连接件相互连接并呈线性排列。
3.根据权利要求2所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述连接件固定设置于所述透明筒体的两端，沿垂直于所述透明筒体外壁的方向上向外延伸，所述连接件上还设置有若干螺孔。
4.根据权利要求3所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述顶盖和底座上分别设置有与所述连接件上螺孔位置相匹配的螺孔，所述顶盖、透明筒体和底座之间通过螺丝锁接。
5.根据权利要求4所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述螺孔为8个，各螺孔均匀对称分布在同一圆周上。
6.根据权利要求4所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述顶盖与连接件之间、所述各连接件之间、所述连接件与底座之间还设置有圆环状的防水垫。
7.根据权利要求4所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述筛网设置于连接件与底座间，孔径为0.2-0.4mm。
8.根据权利要求4所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述底座下部设置有用于支撑所述模型组件的支架。
9.根据权利要求4所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述模型组件还包括设置于分段式仓体内的圆柱状土样。
10.根据权利要求4所述的一种组合式模拟砂土注浆的试验装置，其特征在于：所述透明筒体为亚克力圆柱。
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|---|---|---|---|---|
| CN110529148A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-12-03 | 中南大学 | 一种用于模拟填土注浆的实验装置及实验方法 |
| CN110646321A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-03 | 南华大学 | 一种基于尾矿库生态环境模拟的核素迁移测量实验系统及实验方法 |
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