CN206818561U - 灌浆试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的灌浆试验装置，涉及岩土材料灌浆试验技术领域。该灌浆试验装置包括压力系统、储浆系统、灌浆容器和围压系统。压力系统与储浆系统之间设有第一输送管道，第一输送管道用于将压力系统的压力传递至储浆系统。储浆系统与灌浆容器之间设有第二输送管道，灌浆容器包括框架和设于框架内的围压系统，框架上设有浆液入口，浆液入口处设有孔口封闭器，第二输送管道与浆液入口连接，孔口封闭器用于固定第二输送管道。围压系统用于容纳岩土材料、并为岩土材料施加压力。该灌浆试验装置采用模块化设计，安装和拆卸便捷，可重复使用，降低了试验成本，且能模拟松散岩土材料在围压条件下的灌浆研究。

Description

灌浆试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩土材料灌浆试验技术领域，具体而言，涉及一种灌浆试验装置。

背景技术

断层破碎带和软岩地层的支护问题是支护技术研究的一个重点。由于断层破碎带和软岩岩体松散破碎、胶结程度差，严重影响矿山开挖和巷道掘进速度，因而对断层破碎带和软岩岩体的加固与支护问题引起了学术界与工程界的关注。在众多的加固技术中，灌浆技术得到了广泛的应用，在工程施工中也占据越来越重要的地位。但目前对灌浆技术的科学认识还不够，许多从事灌浆施工技术的工作人员，也多凭经验进行施工。

关于松散岩土材料的灌浆方法研究，现阶段还存在以下问题：1.无法模拟松散岩土材料在围压条件下的灌浆试验研究。2.不能全面开展灌浆效果检测、评价与应用。因此，开展对断层破碎带和软岩岩体等松散岩土材料的灌浆方法研究，对加深灌浆理论认识、推广灌浆技术应用具有十分重要的意义。

有鉴于此，设计制造出一种灌浆试验装置，能够用于对松散岩土材料进行灌浆，研究灌浆加固体的力学机理，从而对指导工程中遇到的灌浆技术难题具有重大帮助。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种灌浆试验装置，该灌浆试验装置能够用于对松散岩土材料进行灌浆，通过该灌浆试验装置可以进行室内灌浆物理模拟试验，可以再现灌浆全过程，反映浆液在松散岩土材料中的扩散规律，该灌浆试验装置结构简单，操控方便，模拟结果准确可靠。

本实用新型的目的还在于提供另一种灌浆试验装置，其围压系统可模拟灌浆全过程，反映浆液在松散岩土材料中的扩散规律，操控简单方便，可重复试验，试验成本低。

本实用新型改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本实用新型提供的一种灌浆试验装置，用于对松散岩土材料进行灌浆，所述灌浆试验装置包括压力系统、储浆系统、灌浆容器和围压系统。

所述压力系统与所述储浆系统之间设有第一输送管道，所述第一输送管道用于将所述压力系统的压力传递至所述储浆系统。所述储浆系统与所述灌浆容器之间设有第二输送管道，所述灌浆容器包括框架和设于所述框架内的所述围压系统，所述框架上设有浆液入口，所述浆液入口处设有孔口封闭器，所述第二输送管道与所述浆液入口连接，所述孔口封闭器用于固定所述第二输送管道。所述围压系统用于容纳所述岩土材料、并为所述岩土材料施加压力。

进一步地，所述框架包括基座、与所述基座相对设置的盖板，所述盖板与所述基座之间设有外壳，所述外壳、所述盖板和所述基座围合形成第一容置空腔；所述围压系统设于所述第一容置空腔内。所述外壳与所述盖板可拆卸地连接，所述外壳与所述基座可拆卸地连接。

进一步地，所述围压系统包括第一压板、与所述第一压板相对设置的第二压板、与所述基座相对设置的第三压板。所述第一压板、所述第二压板、所述第三压板、所述外壳和所述基座围合成第二容置空腔，所述第二容置空腔用于容纳所述岩土材料，所述第二容置空腔位于所述第一容置空腔内。

进一步地，所述第一压板与所述外壳之间、所述第二压板与所述外壳之间、所述第三压板与所述盖板之间均设有千斤顶，所述千斤顶用于为所述岩土材料施加压力。

进一步地，所述外壳靠近所述基座的一端设有多个排水孔。

进一步地，所述浆液入口为圆形孔或矩形孔；所述外壳与所述盖板通过螺栓连接，所述外壳与所述基座通过螺栓连接。

进一步地，所述压力系统包括压力源和减压器，所述压力源设有第一出口，所述第一输送管道与所述第一出口连接，所述减压器设于所述第一输送管道上。

进一步地，所述灌浆系统包括储浆罐，所述储浆罐上设有第一进口、第二进口和第二出口，所述第一进口用于与所述第一输送管道连接，所述第二进口用于加入浆液，所述第二出口用于与所述第二输送管道连接。

进一步地，所述储浆罐上设有压力表，所述压力表用于监测所述储浆罐内的压力。

本实用新型提供的一种灌浆试验装置，用于对松散岩土材料进行灌浆，所述灌浆试验装置包括压力系统、储浆系统和灌浆容器。

所述压力系统与所述储浆系统连接，所述储浆系统与所述灌浆容器连接，所述灌浆容器包括框架和设于所述框架内的围压系统，所述围压系统包括第一压板、第二压板和第三压板，所述第一压板与所述第二压板相对设置；所述第一压板、所述第二压板、所述第三压板和所述框架围合成容置空腔，所述容置空腔用于容纳岩土材料；所述第一压板、所述第二压板和所述第三压板远离所述容置空腔的一侧均设有千斤顶，所述千斤顶用于向所述容置空腔施加压力。

本实用新型提供的灌浆试验装置具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的一种灌浆试验装置，包括压力系统、储浆系统、灌浆容器和围压系统。压力系统通过第一输送管道为储浆系统施加压力，将储浆系统中的浆液挤出、并通过第二输送管道输送至灌浆容器中。灌浆容器包括框架和设于框架内的围压系统，围压系统用于容纳岩土材料、并为岩土材料施加压力，框架上设有浆液入口，浆液入口处设有孔口封闭器，第二输送管道与浆液入口连接，孔口封闭器用于固定第二输送管道，避免其脱落。该灌浆试验装置结构简单可靠，可重复试验，试验成本低，且可用于模拟灌浆全过程，反映浆液在松散岩土材料中的扩散规律。

本实用新型提供的另一种灌浆试验装置，包括压力系统、储浆系统和灌浆容器。灌浆容器包括框架和设于框架内的围压系统，第一压板、第二压板、第三压板和框架围合成容置空腔，通过在容置空腔的外侧设置千斤顶，以便于对围压系统施加压力，模拟灌浆试验的全过程。该灌浆试验装置模拟灌浆过程真实度高、分析结果准确可靠，有利于对松散岩土材料在围压条件下的灌浆技术研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置的组成框图；

图2为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置的灌浆容器的一种视角的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置的试验操作步骤流程图。

图标：100-灌浆试验装置；101-浆液；103-岩土材料；110-压力系统；111-压力源；113-减压阀；115-第一输送管道；120-储浆系统；121-储浆罐；122-第一进口；123-第二进口；124-压力表；125-第二输送管道；130-灌浆容器；131-基座；132-盖板；133-外壳；134-孔口封闭器；135-排水孔；136-螺栓；140-围压系统；141-第一压板；142-第二压板；143-第三压板；144-千斤顶。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置100的组成框图，图2为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置100的整体结构示意图，请参照图1和图2。

本实施例提供的一种灌浆试验装置100，用于对松散岩土材料103进行灌浆，灌浆试验装置100包括压力系统110、储浆系统120、灌浆容器130和围压系统140。

压力系统110与储浆系统120之间设有第一输送管道115，第一输送管道115用于将压力系统110的压力传递至储浆系统120，将储浆系统120中的浆液101压向灌浆容器130中。压力系统110包括压力源111和减压器，压力源111设有第一出口，第一输送管道115与第一出口连接，减压器设于第一输送管道115上。

可选地，压力源111采用气体，气体储存在气瓶中，气瓶上设有第一出口，用于与第一输送管道115连接，并通过第一输送管道115与储浆系统120连通。当然，并不仅限于此，压力源111还可以是其它形式，比如采用压力泵、活塞缸等方式加压。

图3为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置100的灌浆容器130的一种视角的结构示意图，请参照图3。

储浆系统120与灌浆容器130之间设有第二输送管道125，灌浆容器130包括框架和设于框架内的围压系统140。框架包括基座131、与基座131相对设置的盖板132，盖板132与基座131之间设有外壳133，外壳133、盖板132和基座131围合形成第一容置空腔，围压系统140设于第一容置空腔内。

可选地，外壳133与盖板132可拆卸地连接，外壳133与基座131可拆卸地连接。作为优选，外壳133与盖板132通过螺栓136连接，外壳133与基座131也通过螺栓136连接。但并不仅限于此，还可以采用卡接、扣接、套接等连接方式将其固定。框架的外壳133上设有浆液101入口，浆液101入口处设有孔口封闭器134，第二输送管道125与浆液101入口连接，孔口封闭器134用于固定第二输送管道125，避免第二输送管道125脱落，导致灌浆失败。外壳133采用刚性外壳133，浆液101入口一般为圆形孔或矩形孔，当然，也可以为其他形状的孔。需要说明的是，框架可以是圆柱体、长方体、立方体或棱柱体等形状，这里不作具体限定。

围压系统140设于框架内，围压系统140用于容纳岩土材料103、并为岩土材料103施加压力。具体地，围压系统140包括第一压板141、与第一压板141相对设置的第二压板142、与基座131相对设置的第三压板143。第一压板141、第二压板142、第三压板143、外壳133和基座131围合成第二容置空腔，第二容置空腔用于容纳岩土材料103，第二容置空腔位于第一容置空腔内。

第一压板141与外壳133之间、第二压板142与外壳133之间、第三压板143与盖板132之间均设有千斤顶144，千斤顶144用于为岩土材料103施加压力。外壳133靠近基座131的一端设有多个排水孔135。可选地，多个排水孔135沿外壳133的两侧对称设置，以便于浆液101灌入松散岩土材料103后，将多余的浆液101或水排出。

请继续参照图2，灌浆系统包括储浆罐121，储浆罐121上设有第一进口122、第二进口123和第二出口，第一进口122用于与第一输送管道115连接，第二进口123用于加入浆液101，第二出口用于与第二输送管道125连接。可选地，第二出口处也可以设置出口封闭器，第二输送管道125穿过出口封闭器与第二出口连接，用于固定第二输送管道125，避免其脱落或松动。具体地，储浆罐121上设有压力表124，压力表124用于实时监测储浆罐121内的压力，第二输送管道125采用灌浆软管。

本实用新型提供的另一种灌浆试验装置100，用于对松散岩土材料103进行灌浆，灌浆试验装置100包括压力系统110、储浆系统120和灌浆容器130。

具体地，压力系统110与储浆系统120连接，储浆系统120与灌浆容器130连接，灌浆容器130包括框架和设于框架内的围压系统140，围压系统140包括第一压板141、第二压板142和第三压板143，第一压板141与第二压板142相对设置。第一压板141、第二压板142、第三压板143和框架围合成容置空腔，容置空腔用于容纳岩土材料103。第一压板141、第二压板142和第三压板143远离容置空腔的一侧均设有千斤顶144，千斤顶144用于向容置空腔施加压力，以模拟松散岩土的围压条件。通过该灌浆试验装置100可以模拟松散岩土材料103实际的应力边界条件，从而开展受压岩土材料103的灌浆试验，进而研究灌浆加固体的力学机理，指导工程遇到的灌浆技术难题。

图4为本实用新型具体实施例提供的灌浆试验装置100的试验操作步骤流程图，请参照图4。

本实用新型提供的灌浆试验装置100，其工作过程如下：

S1：在灌浆容器130内填充松散岩土材料103。

在第二容置空腔内填入松散岩土材料103，将第二输送管道125插入空口封闭器并固定住，最后将盖板132和外壳133通过螺栓136连接，拧紧螺母。

S2：制备浆液101存于储浆罐121中。

将配制好的浆液101储存于储浆罐121中，关闭第二进口123；连接第一出口和第一进口122，使压力源111与储浆罐121连通；检查并记录压力表124的数据。

S3：启动围压系统140。启动围压系统140，利用千斤顶144向第一压板141、第二压板142和第三压板143施加压力，使水平和竖直两个方向的围压达到预定压力值。

S4：进行灌浆试验。启动压力源111进行灌浆试验，调节减压阀113，观察压力表124，保证灌浆压力达到预定压力值，并保持稳定一段时间，记录相关参数。

S5：观察排水孔135情况。观察排水孔135的浆液101排出情况，当出现大量的浆液101时，关闭压力源111、停止灌浆，同时保证围压仍在预定压力值，并保持一周后拆模，开展灌浆加固体的试验研究。

通过上述步骤的安装及操作，即可实现对松散岩土材料103进行灌浆试验研究，模拟松散岩土材实际的应力边界条件，从而开展受压岩土材料103的灌浆试验，进而研究灌浆加固体的力学机理，指导工程遇到的灌浆技术难题。

综上所述，本实用新型提供的灌浆试验装置100具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的微灌浆试验装置100，可进行灌浆物理模拟试验、以再现灌浆全过程，反映浆液101在松散岩土材料103中的扩散规律。该灌浆试验装置100采用模块化设计，安装和拆卸便捷，便于维修养护，可重复使用，测得的试验数据为研究灌机理及确定灌浆施工参数提供基础。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灌浆试验装置，用于对松散岩土材料进行灌浆，其特征在于，所述灌浆试验装置包括压力系统、储浆系统、灌浆容器和围压系统；

所述压力系统与所述储浆系统之间设有第一输送管道，所述第一输送管道用于将所述压力系统的压力传递至所述储浆系统；所述储浆系统与所述灌浆容器之间设有第二输送管道，所述灌浆容器包括框架和设于所述框架内的所述围压系统，所述框架上设有浆液入口，所述浆液入口处设有孔口封闭器，所述第二输送管道与所述浆液入口连接，所述孔口封闭器用于固定所述第二输送管道；所述围压系统用于容纳所述岩土材料、并为所述岩土材料施加压力。

2.根据权利要求1所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述框架包括基座、与所述基座相对设置的盖板，所述盖板与所述基座之间设有外壳，所述外壳、所述盖板和所述基座围合形成第一容置空腔；所述围压系统设于所述第一容置空腔内；所述外壳与所述盖板可拆卸地连接，所述外壳与所述基座可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述围压系统包括第一压板、与所述第一压板相对设置的第二压板、与所述基座相对设置的第三压板；所述第一压板、所述第二压板、所述第三压板、所述外壳和所述基座围合成第二容置空腔，所述第二容置空腔用于容纳所述岩土材料，所述第二容置空腔位于所述第一容置空腔内。

4.根据权利要求3所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述第一压板与所述外壳之间、所述第二压板与所述外壳之间、所述第三压板与所述盖板之间均设有千斤顶，所述千斤顶用于为所述岩土材料施加压力。

5.根据权利要求2所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述外壳靠近所述基座的一端设有多个排水孔。

6.根据权利要求2所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述浆液入口为圆形孔或矩形孔；所述外壳与所述盖板通过螺栓连接，所述外壳与所述基座通过螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述压力系统包括压力源和减压器，所述压力源设有第一出口，所述第一输送管道与所述第一出口连接，所述减压器设于所述第一输送管道上。

8.根据权利要求1所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述灌浆系统包括储浆罐，所述储浆罐上设有第一进口、第二进口和第二出口，所述第一进口用于与所述第一输送管道连接，所述第二进口用于加入浆液，所述第二出口用于与所述第二输送管道连接。

9.根据权利要求8所述的灌浆试验装置，其特征在于，所述储浆罐上设有压力表，所述压力表用于监测所述储浆罐内的压力。

10.一种灌浆试验装置，用于对松散岩土材料进行灌浆，其特征在于，所述灌浆试验装置包括压力系统、储浆系统和灌浆容器；

所述压力系统与所述储浆系统连接，所述储浆系统与所述灌浆容器连接，所述灌浆容器包括框架和设于所述框架内的围压系统，所述围压系统包括第一压板、第二压板和第三压板，所述第一压板与所述第二压板相对设置；所述第一压板、所述第二压板、所述第三压板和所述框架围合成容置空腔，所述容置空腔用于容纳岩土材料；所述第一压板、所述第二压板和所述第三压板远离所述容置空腔的一侧均设有千斤顶，所述千斤顶用于向所述容置空腔施加压力。