CN210953739U - 一种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，包括灌浆装置、加压装置和收集称量装置，灌浆装置包括密封连通的上灌室和下灌室，土工织物固定于上灌室和下灌室之间，加压装置的输气管与上灌室内腔连通，收集称量装置位于下灌室的下方，灌浆材料从上灌室的顶部灌入，经土工织物后经过下灌室流入收集称量装置的收集容器中称量。可反复模拟测试不同压密注浆土钉的土工织物的性能，以测试压密注浆土钉的土工织物与灌浆压力、水灰比、灌浆材料体积的关系，进而根据测试结果寻找出适合压密注浆土钉的土工织物，使其配合压密注浆土钉发挥更好的工程作用，提高压密注浆土钉的抗拔性能，可为压密注浆土钉的土工织物选择提供参考技术依据。
Description
技术领域
本实用新型属于岩土试验仪器领域，具体涉及一种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统。
背景技术
覆盖在压密注浆土钉注浆孔上的土工织物作为压密注浆土钉的主要组成部分，由其形成的节泡在压密注浆土钉的抗拔性中起着至关重要的作用。一方面，由于灌浆而导致节泡附近土体的压密，变得密实，对节泡产生显著的加固作用，从而增加拔出阻力；另一方面，节泡的增大导致更多的压缩土体堆积在节泡前面，从而产生更大的反作用力，进而增加了压密注浆土钉的拔出阻力；在新型压密注浆土钉的作用下，能够使土体在最终破坏前保持相对较大变形，抗拔性比传统土钉更好。
覆盖在压密注浆土钉注浆孔上的橡胶膜不具有透水性和透气性，压密注浆土钉在灌浆前，里面有一定的空气，向土钉里面灌浆时空气排不出去，空气聚集到橡胶膜中，使橡胶膜不能被灌浆材料填满，形成的节泡空洞，不能完全发挥其作用；橡胶膜强度较低，在灌浆形成节泡的过程中容易撑破，灌浆材料会流出，无法发挥作用；因此该土工织物的选择尤为重要，该土工织物需要能够透气，从而防止形成的节泡空洞；该土工织物需要能够透水，从而能够减小节泡内混凝土的水灰比，增加节泡混凝土强度；该土工织物能够控制所形成节泡尺寸使设计施工更加方便。寻找一种满足条件的土工织物对压密注浆土钉在工程中的应用起着关键作用。但目前未有相关合适的土工织物材料运用到压密注浆土钉中。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可为压密注浆土钉的土工织物选择提供技术依据的土工织物性能测试系统。
本实用新型提供的这种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，包括灌浆装置、加压装置和收集称量装置，灌浆装置包括密封连通的上灌室和下灌室，土工织物固定于上灌室和下灌室之间，加压装置的输气管与上灌室内腔连通，收集称量装置位于下灌室的下方，灌浆材料从上灌室的顶部灌入，经土工织物后经过下灌室流入收集称量装置的收集容器中称量。
上述技术方案的一种实施方式中，所述加压装置包括空气压缩储罐或者空气压缩机及其连接的输气管及输气管上连接的压力调节阀。
上述技术方案的一种实施方式中，所述上灌室包括圆柱筒和其上、下端连接的顶盖和法兰，顶盖上开设有灌浆材料入口接管和进气口接管；所述下灌室包括圆柱筒和其上端连接的法兰；两圆柱筒的内径相同，上灌室下端法兰底面和下灌室上端法兰顶面的相应位置处分别开设有环形凹槽。
上述技术方案的一种实施方式中，所述顶盖上的灌浆材料入口接管连接插板阀或者螺纹堵头，进气口接管连接开关阀。
上述技术方案的一种实施方式中，土工织物铺设于所述下灌室上端法兰的顶面，该法兰的环形凹槽中压入O型密封圈，所述上灌室通过其下端的法兰与下灌室对接后采用紧固件连接紧固。
上述技术方案的一种实施方式中，所述灌浆装置还包括支撑架，支撑架包括底板、立柱和下灌室连接柱，底板水平布置，多根立柱垂直固定于底板上，各立柱的上端分别连接有下灌室连接柱，下灌室连接柱的末端连接于所述下灌室圆柱筒的外壁。
上述技术方案的一种实施方式中，所述底板为矩形板，立柱和下灌室连接柱分别有四根，四根立柱对称连接于矩形底板的四个角部，各下灌室连接柱沿水平方向布置或者呈上倾斜状态布置。
上述技术方案的一种实施方式中，所述收集称量装置包括电子秤、收集容器和漏斗，收集容器置于电子秤上，漏斗置于收集容器的上端口，漏斗的口径大于下灌室圆柱筒的内径。
本实用新型提出了一种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，系统的灌浆装置设置上、下两个灌室通过法兰对接，将下灌室和漏斗的内壁用水润湿并涂上凡士林，在下灌室的上方安置好已经提前用水润湿的土工织物，然后将0型密封圈固定在凹槽中使土工织物被0型密封圈压紧，然后将上、下灌室扣合并用紧固件连接紧固，往上灌室内灌入可真实模拟压密注浆土钉的灌浆材料，在不同条件下进行测试。即利用本测试系统可反复模拟测试不同压密注浆土钉的土工织物的性能，以测试压密注浆土钉的土工织物与灌浆压力、水灰比、灌浆材料体积的关系，进而根据测试结果可以寻找出一种最适合压密注浆土钉的土工织物，使其配合压密注浆土钉发挥更好的工程作用，提高压密注浆土钉的抗拔性能，增强工程的稳定性和安全性，研究成果可为压密注浆土钉的土工织物选择提供很强参考意义的技术依据。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的主视结构示意图。
图2为图1中灌浆装置的俯视示意图。
具体实施方式
从图1可以看出，本实施例公开的这种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，包括灌浆装置1、加压装置2和收集称量装置3。
本实施例的灌浆装置1包括上圆柱筒11、下圆柱筒12、法兰FL、矩形底板14、立柱15、下灌室支撑柱16、电子秤17、烧杯18、漏斗19。
上圆柱筒11的上端焊接有顶盖111，顶盖111的中心位置处焊接有灌浆材料入口接管1111和进气口接管1112。灌浆材料入口接管1111上连接插板阀或者螺纹堵头，以实现灌浆材料入口接管的开闭，本实施例优选插板阀。进气口接管1112上连接开关阀，以实现上圆柱筒11内的通、断气。
上圆柱筒11的下端焊接有法兰FL。
上圆柱筒11、顶盖111及顶盖上的两接管、上圆柱筒11下端的法兰FL组成上灌室。
下圆柱筒12的上端焊接有法兰FL，两者组成下灌室。
上灌室下端法兰的底面和下灌室上端法兰顶面的相应位置处分别开设有环形凹槽。
四根立柱15垂直对称焊接于矩形底板14的四个角部，各立柱的上端分别焊接一根下灌室支撑柱16，各下灌室支撑柱16的末端焊接于下圆柱筒12的外壁中下部。
即矩形底板14、立柱15和下灌室支撑柱16组成灌浆装置1的支撑架，使支撑架和下灌室形成整体件。
上灌室和下灌室之间通过法兰FL对接，对接前先在下灌室的顶面固定土工织物：将土工织物用水润湿后平铺于下圆柱筒上端的法兰顶面，然后在该法兰上的环形凹槽中塞入O型密封圈，注意O型密封圈将土工织物压入环形凹槽中。土工织物固定时，将下圆柱筒的内壁用水润湿并涂上凡士林。
对接时，将上灌室下端法兰底面的环形凹槽压于O型密封圈上，然后将两法兰通过螺栓螺母连接紧固，以保证上灌室和下灌室装配后的密封性。
灌浆装置装配好后，将上灌室顶盖上进气口接管1112连接的开关阀与输气管连接。
本实施例采用小型的压缩空气储灌提供压缩空气，将压缩空气储灌通过输气管与上灌室顶盖上的进气口接管连接的开关阀入口连接。
最后将电子秤17置于下圆柱筒12的正下方，将烧杯18置于电子秤17 上，将漏斗19置于烧杯口上，且将漏斗内壁润湿后涂上凡士林。
至此整个系统已经装配连接就位，接下来就可以采用灌浆材料在不同条件下对土工织物进行透水性能测定了。
本实施例采用长丝土工布作为土工织物进行透水性能测试。
本实施例通过三种不同条件对土工织物进行透水性能测定：一、不同压力条件下土工织物的透水性能测试；二、不同水灰比条件下土工织物的透水性能测试；三、不同体积灌浆材料条件下土工织物的透水性能测试。
三种不同条件下的具体测试步骤如下：
一、不同压力条件下长丝土工布的透水性能测试
(1)制作满足试验要求的灌浆装置，准备试验所需的长丝土工布、漏斗、烧杯、电子称和空气压缩机，制备体积为1L、水灰比为0.7的灌浆材料；
(2)将下灌室和漏斗的内壁用水润湿并涂上凡士林；
(3)将所需测试的土工织物用水润湿后安置在下灌室上端的法兰顶面，然后将O型密封圈固定在凹槽中使土工织物被其压紧，然后将上、下灌室通过螺栓拧紧；
(4)将漏斗架在烧杯上，将烧杯放置在电子称上，位于下灌室的正下方，读取初始状态烧杯中没有水时电子称的读数并记录；
(5)打开上灌室顶盖上灌浆料入口接管连接的插板阀，将步骤(1)制备的灌浆材料灌入上圆柱筒内后封堵灌浆材料入口接管；
(6)调节输出气压为600kPa，对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(7)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，重复步骤(1)- (5)，调节输出气压至900kPa，对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(8)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，重复步骤(1)- (5)，调节输出气压至1.2MPa，对上圆柱筒内进行加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(9)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，重复步骤(1)- (5)，调节输出气压至1.5MPa，对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(10)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，重复步骤(1)- (5)，调节输出气压至1.8MPa，对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(11)将输出气压为600kPa、900kPa、1.2MPa、1.5MPa和1.8MPa下记录的电子称数据进行对比分析，找出体积和水灰比一定的条件下，长丝土工布透水性能与灌浆压力的关系。
二、不同水灰比条件下长丝土工布的透水性能测试
(12)重复步骤(1)-(5)，调节输出气压为1.2MPa，对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(13)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为1L、水灰比为0.6的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(14)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为1L、水灰比为0.5的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(15)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为1L、水灰比为0.8的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(16)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为1L、水灰比为0.9的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(17)将灌浆材料水灰比为0.9、0.8、0.7、0.6和0.5条件下记录的电子称数据进行对比分析，找出体积和压力一定的条件下，长丝土工布透水性能与灌浆材料水灰比的关系。
三、不同体积灌浆材料条件下长丝土工布的透水性能测试
(18)重复步骤(1)-(5)，保持输出气压为1.2MPa，对上圆柱筒内加压；并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(19)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为1.5L、水灰比为0.7的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(20)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为2.0L、水灰比为0.7的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(21)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为2.5L、水灰比为0.7的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(22)拆卸试验装置清洗擦干，更换相同的土工织物，制备体积为3.0L、水灰比为0.7的灌浆材料，重复步骤(2)-(5)，保持输出气压为1.2MPa对上圆柱筒内加压，并通过录像全程记录电子秤的读数变化过程；
(23)将灌浆材料体积为1L、1.5L、2.0L、2.5L和3.0L条件下记录的电子称数据进行对比分析，找出水灰比和压力一定的条件下，长丝土工布透水性能与灌浆材料体积的关系。
最后，对三种不同条件下土工织物透水性能测试记录的数据进行分析：依据录像记录的电子秤读数的变化，每隔一定时间从录制的电子称上读取透水量数据，并绘制透水量-时间曲线，分别根据曲线分析一定体积、水灰比条件下，土工织物透水性能与灌浆压力的关系；一定体积、压力条件下，土工织物透水性能与灌浆材料水灰比的关系；一定水灰比、压力条件下，土工织物透水性能与灌浆材料体积的关系。
分析时，回看各录像记录，确定合适的时间间隔选取录像过程中对应的电子秤读数。本实施例采用长丝土工布的合适时间间隔为5秒。
其他实施例根据土工织物的具体特性确定时间间隔，原则为透水快的时间间隔较小，透水慢的时间间隔可适当加长。
可根据试验结果确定一种土工织物等材料参数的合适范围，市面上的土工织物等材料只要孔隙率、渗透系数、强度、材质等参数在这个范围里便可以应用于压密注浆土钉中。作为现有技术压密注浆土钉橡胶膜的替换物，克服现有技术存在的缺陷。
本实用新型可通过测试系统研究各种土工织物材料的透水性能，揭示各种土工织物材料透水性能与灌浆压力、灌浆材料水灰比和灌浆材料体积的关系，寻找满足压密注浆土钉要求的土工织物，使其配合压密注浆土钉发挥更好的工程作用。本测试系统可反复模拟测试不同压密注浆土钉的土工织物的性能，灌浆材料采用压密注浆土钉实际工程中的灌浆材料，灌浆材料体积模拟压密注浆土钉实际工程中的灌浆材料体积，加压装置对上灌室进行加压模拟压密注浆土钉实际工程中的灌浆压力，试验后再对测试数据进行分析即可得出各种土工织物的透水性能与灌浆压力、灌浆材料水灰比和灌浆材料体积的关系。试验完全贴近实际压密注浆土钉工程，具有高精度和操作简便的优点。本测试系统能够充分揭示各种压密注浆土钉的土工织物透水性能及影响因素，所得结论能够直接运用于压密注浆土钉的土工织物的选择中，选择合适的土工织物替代现有技术的橡胶模，可克服其不透水、不透气及强度低的缺陷。
Claims (8)
1.一种用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：它包括灌浆装置、加压装置和收集称量装置，灌浆装置包括密封连通的上灌室和下灌室，土工织物固定于上灌室和下灌室之间，加压装置的输气管与上灌室内腔连通，收集称量装置位于下灌室的下方，灌浆材料从上灌室的顶部灌入，经土工织物后经过下灌室流入收集称量装置的收集容器中称量。
2.如权利要求1所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：所述加压装置包括空气压缩储罐或者空气压缩机及其连接的输气管及输气管上连接的压力调节阀。
3.如权利要求2所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：所述上灌室包括圆柱筒和其上、下端连接的顶盖和法兰，顶盖上开设有灌浆材料入口接管和进气口接管；所述下灌室包括圆柱筒和其上端连接的法兰；两圆柱筒的内径相同，上灌室下端法兰底面和下灌室上端法兰顶面的相应位置处分别开设有环形凹槽。
4.如权利要求3所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：所述顶盖上的灌浆材料入口接管连接插板阀或者螺纹堵头，进气口接管连接开关阀。
5.如权利要求3所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：土工织物铺设于所述下灌室上端法兰的顶面，该法兰的环形凹槽中压入O型密封圈，所述上灌室通过其下端的法兰与下灌室对接后采用紧固件连接紧固。
6.如权利要求3所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：所述灌浆装置还包括支撑架，支撑架包括底板、立柱和下灌室连接柱，底板水平布置，多根立柱垂直固定于底板上，各立柱的上端分别连接有下灌室连接柱，下灌室连接柱的末端连接于所述下灌室圆柱筒的外壁。
7.如权利要求6所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：所述底板为矩形板，立柱和下灌室连接柱分别有四根，四根立柱对称连接于矩形底板的四个角部，各下灌室连接柱沿水平方向布置或者呈上倾斜状态布置。
8.如权利要求3所述的用于压密注浆土钉的土工织物性能测试系统，其特征在于：所述收集称量装置包括电子秤、收集容器和漏斗，收集容器置于电子秤上，漏斗置于收集容器的上端口，漏斗的口径大于下灌室圆柱筒的内径。
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Cited By (2)
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| CN114324105A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 深圳市兴威格科技有限公司 | 一种防水膜抗渗透性能检测工装 |
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- 2019-10-29 CN CN201921833047.0U patent/CN210953739U/zh active Active
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