CN214749268U - 一种砂土体注浆试件制作装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种砂土体注浆试件制作装置,依次连接的制浆机构、注浆机构和砂土体模具，实现注浆液的制作、加压注浆过程一次性完成，保证每个实验试件均使用最新制作的注浆液；注浆机构利用机械压力单元与活塞板配合，形成了注浆动力源，机械压力单元注压过程保证压力稳定持续；在活塞板上增加单向排气孔，方便排出注浆腔内的空气，避免气体进入砂土体中，而影响实验试件的内部性能；同时在储浆罐的侧壁下部周围设置若干个出浆孔口，由于机械压力单元的注浆压力更大，可以保证一次成型数个试件的压力，同时制作数个实验试件，即可以避免实验试件性能不统一，同时也提高了制作效率。

Description

一种砂土体注浆试件制作装置

技术领域

本实用新型属于土力学试验装置的技术领域，特别涉及一种砂土体注浆试件制作装置。

背景技术

注浆工程是利用压力将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质的方法。

当前，测试注浆后砂土体强度等力学性能的实验检测，其试件一般为在施工现场进行注浆得到结石体后，在进行钻孔取芯的方法获得，但对于砂性土体，注浆后要取出完整结石体试样较为困难，一般都需要在取芯后进行切割打磨，形成标准实验试件；且进一步的打磨加工会对试件造成二次扰动；无法保证原始的标准试件性能，导致开展力学试验结果有较大误差。

而目前常用实验室制作实验试件的方法主要是将砂土体放入一可加压保压的模具装置，再通过手动压力注浆桶将注浆液注入砂土体中，从而得到标准实验试件；但在制作工程中，会发生空气注入砂土体，无法排出砂体内空气，手动压力注浆导致压力不均匀；由于目前都是一次性做好注浆液后统一放入注浆桶后，再逐一制作实验试件，由于注浆液被放置的时间不同，对实验试件的性能也会造成影响；以上几点均会导致实验试件的性能不统一，影响接下来进行的相关单轴、剪切、三轴试验的准确性。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型提出了一种砂土体注浆试件制作装置，其在实验室一次获得多个性能统一、稳定的实验试件。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种砂土体注浆试件制作装置，进一步的，包括，依次连接的制浆机构、注浆机构和砂土体模具，注浆液经过所述注浆机构后注入位于砂土体模具中的砂土体中；其中，

所述制浆机构，包括顶部开口的制浆桶和搅拌单元；所述注浆机构内制备注浆液并通过第一高压软管将所述注浆液注入所述注浆机构中；

所述注浆机构，包括，密封的储浆罐、活塞板和机械压力单元；其中，所述储浆罐的侧壁下部设置有多个第二出浆口，多个所述第二出浆口沿储浆罐的周向均匀分布；每个所述第二出浆口均连接高压球阀；所述储浆罐顶部密封连接机械压力单元；所述储浆罐内滑动设置有活塞板，所述活塞板上表面与所述储浆罐内壁形成密闭的压力腔；所述机械压力单元与压力腔连通；所述活塞板下表面与所述储浆罐内壁形成的浆液腔；所述活塞板设置有排气通孔；所述排气通孔中设置有单向排气阀；所述单向排气阀的排气方向为从所述浆液腔向所述压力腔；所述第二出浆口通过第二高压软管将注浆液加压注入所述砂土体模具中；

所述砂土体模具，包括，外壳和砂土体；其中，所述外壳顶部设置有溢浆口；所述外壳内部设置有腔体，所述砂土体充填入所述腔体中；所述外壳底部连接第二高压软管，并向所述砂土体中注入加压注浆液。

进一步的，所述搅拌单元将从所述制浆桶顶部注入的注浆液原材料混合；所述搅拌单元，包括，电机和两个叶轮；其中，电机安装在所述制浆桶上部的外壁，驱动两个所述叶轮旋转运动；所述叶轮由所述制浆桶上部伸入至注浆液下部，所述叶轮的搅拌半径小于所述制浆桶内半径。

进一步的，所述机械压力单元，包括空气压缩机、进气管和气压表，所述储浆罐顶部设置有带有气阀门的高压进气孔，所述空气压缩机通过进气管密封连接所述高压进气孔，并向所述压力腔内注入高压气体；所述高压进气孔上设置有气压表。

进一步的，所述砂土体模具的外壳包括，圆柱筒体、上固定板和下固定板；其中，所述圆柱筒体，包括竖直方向平均分开的两个圆弧形的筒板，两个圆弧形的筒板相互扣合后，外部覆盖圆柱形固定套筒并使用紧固件可拆卸固定；所述上固定板通过底面设置的环状上安装环套设在所述圆柱筒体的上端；所述下固定板通过顶面设置的环状下安装环套设在所述圆柱筒体的下端；圆柱筒体与上固定板和下固定板的连接处进采用密封圈密闭连接；所述上固定板、圆柱筒体和下固定板之间可拆卸固定连接。

进一步的，所述制浆桶侧壁下部开设有第一出浆口，所述第一出浆口与所述第一高压软管连接并设置有阀门控制流量；所述制浆桶底部中心设置有第一清洗口，所述第一清洗口上设有阀门开关。

进一步的，所述储浆罐的一侧壁上设置第一进浆口，所述第一进浆口连接所述第一高压软管；所述储浆罐底部中心设置有第二清洗口，所述第二清洗口上设有阀门开关。

进一步的，所述储浆罐包括一顶部开口的储浆桶和盖在所述储浆桶开口端的倒U型的盖板，其中，所述储浆桶与所述盖板的接触面使用密封件密封并通过紧固件可拆卸连接。

有益效果：

第一、通过以上方案的实施，通过设置依次连接的制浆机构、注浆机构和砂土体模具，实现注浆液的制作、加压注浆过程一次性完成，保证每个实验试件均使用最新制作的注浆液；注浆机构利用机械压力单元与活塞板配合，形成了注浆动力源，机械压力单元注压过程保证压力稳定持续；在活塞板上增加单向排气孔，方便排出注浆腔内的空气，避免气体进入砂土体中，而影响实验试件的内部性能；同时在储浆罐的侧壁下部周围设置若干个出浆孔口，由于机械压力单元的注浆压力更大，可以保证一次成型数个试件的压力，同时制作数个实验试件，即可以避免实验试件性能不统一，同时也提高了制作效率。

第二、使用空气压缩机向储浆罐内注入高压气体的方式为注浆提供动力，不产生额外的污染物；同时不会导致注浆液受到污染或性能的影响。

第三、砂土体模具的外壳采用分体结构，上、下固定板和两块竖直分开的圆弧形的筒板配合，使其脱模方便。

第四、在制浆桶和储浆罐底部均设置有清洗口，方便其清洗后排出废液。

附图说明

图1为本实用新型结构的示意图；

图2为本实用新型制浆机构的结构的示意图；

图3为本实用新型中储浆罐的主视图的示意图；

图4为本实用新型中储浆罐的仰视图的示意图；

图5为本实用新型中砂土体模具的主视图的示意图；

图6为本实用新型中砂土体模具的俯视图的示意图；

符号说明：

1.制浆机构、1-1.制浆桶、1-2.叶轮、1-3.电机、1-4.第一清洗口、2.注浆机构、2-1.储浆桶、2-2.活塞板、2-3.盖板、2-4.第二清洗口、2-5.第二出浆口、2-6.高压球阀、2-7.第一进浆口、2-8.阀门、2-9.高压进气孔、2-10.气阀门、2-11.密封件、2-12.密封螺钉、2-13.单向排气阀、3.砂土体模具、3-1.筒板、3-2.第二进浆口、3-3.溢浆口、3-4.上固定板、3-4-1.上安装环、3-5.下固定板、3-5-1.下安装环、3-6.密封圈、3-7.长螺栓、3-8.固定套筒、3-9.密封螺栓、4.空气压缩机、5.第一高压软管、6. 第二高压软管、7.溢流管、8.进气管、9.气压表、10.注浆液、11.砂土体。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式限制。

如图1-5所示，一种砂土体注浆试件制作装置，依次连接的制浆机构1、注浆机构2和砂土体模具3，注浆液10经过所述注浆机构2后注入位于砂土体模具3中的砂土体11中。

其中，制浆机构1，包括顶部开口的制浆桶1-1和搅拌单元，优选的，制浆桶1-1为不锈钢材质开口桶，形状为圆柱体状；其中，搅拌单元包括，电机1-3和两个叶轮1-2；其中，电机1-3安装在制浆桶1-1的上部的外壁，驱动两个叶轮1-2旋转运动；叶轮1-2由制浆桶1-1上部伸入至注浆液原材料下部，搅拌混合，制成符合要求的注浆液；叶轮1-2的搅拌半径小于制浆桶1-1内的半径，制浆桶1-1侧壁下部开设有第一出浆口，其连接第一高压软管5的一端；第一出浆口上设置有阀门控制流量；在制浆桶底部中心设置有第一清洗口1-4，第一清洗口1-4上设有阀门开关，方便其清洗后排出废液。

注浆机构2，包括，密封的储浆罐、活塞板2-2和机械压力单元；其中，储浆罐的一侧壁的中部设置第一进浆口2-5，第一进浆口2-5连接第一高压软管5的另一端，优选的，储浆罐不锈钢材质做成，罐体密闭加压后需要保障强度安全系数为2；储浆罐，包括一顶部开口的储浆桶2-1和盖在储浆桶2-1开口端的倒U型的盖板2-3，其中，所述储浆桶2-1与所述盖板2-3的接触面使用密封件2-11密封，储浆桶2-1和盖板2-3沿盖板周向通过多个密封螺钉2-12拧紧密封，形成密封的储浆罐；储浆罐的侧壁下部设置有第二出浆口2-5，第二出浆口2-5的数量为多个，多个第二出浆口2-5沿储浆罐的周向均匀分布；每个第二出浆口2-5均连接高压球阀2-6，第二出浆口2-5连接第二高压6软管的一端，这样可以保证一次成型数个试件；储浆罐底部中心设置有第二清洗口2-4，第二清洗口2-4上设有阀门2-8。

储浆罐顶部密封连接机械压力单元，优选的，机械压力单元为空气压缩机4；储浆罐内滑动设置有活塞板2-2，活塞板2-2上表面与储浆罐内壁形成密闭的压力腔；活塞板2-2下表面与储浆罐内壁形成的浆液腔；活塞板2-2上开设排气通孔，排气通孔中设置有单向排气阀2-13，单向排气阀2-13的排气方向为从浆液腔向压力腔；当注浆液10注入到储浆罐内时，同时提升了罐内活塞板2-2，通过活塞板2-2上的单向排气阀2-13排出注浆液10面上的空气；储浆罐顶部设置有带有气阀门2-10的高压进气孔2-9，空气压缩机4通过进气管8密封连接高压进气孔2-9，并向压力腔内注入高压气体；向活塞板2-2施加下压力；注浆时，通过在上部压力腔中注入高压气体推动活塞板2-2挤压注浆液10，注浆液10从第二出浆口2-5流入下游的砂土体模具3中；高压进气孔2-9上设置有气压表9，用于测读压力，通过气阀门2-10控制进气压力。

砂土体模具3，包括，外壳和砂土体11；其中，外壳内部设置有腔体，砂土体11充填入腔体中；外壳，包括，圆柱筒体、上固定板和下固定板；其中，圆柱筒体分为竖直方向平均分开的两个圆弧形的筒板3-1，两个圆弧形的筒板3-1相互扣合后，外部覆盖圆柱形固定套筒3-8并使用紧固件可拆卸固定，优选的，固定套筒3-8使用密封螺栓3-9对拉连接，两个圆弧形的筒板3-1在连接处使用橡胶密封带，达到水密、气密性能要求；上固定板3-4通过底面设置的环状上安装环3-4-1套设在圆柱筒体的上端；下固定板3-5通过顶面设置的环状下安装环3-5-1套设在圆柱筒体的下端；圆柱筒体与上固定板3-4和下固定板3-5的连接处进采用密封圈3-6密闭连接，上固定板3-4、圆柱筒体和下固定板3-5之间可拆卸固定连接，优选的，使用多个长螺栓3-7将上固定板和下固定板对拉连接；外壳内为Φ50×100mm的试件成型腔体，其内部充填需要进行试验的砂土体11，砂土体11两端放置滤网；外壳的底部设置有第二进浆口3-2，第二进浆口3-2连接第二高压软管6的另一端，注浆液10通过第二高压软管6从注浆机构2流入砂土体模具的砂土体11中；外壳顶部设置有溢浆口3-3，用于溢浆作用，溢浆口3-3中有注浆液溢出后，可以判断注浆完成；同时当需要稳压时，关闭第三出浆口的阀门，使试件在稳定压力下，注浆稳压至需要的时长。

本实用新型的工作步骤为：

1.清洗干净整个装置，检查管道、阀门以及各部件的性能，确保良好，将各阀门处于关闭状态；

2.在砂土体模具内按照需要试验的级配、密实度装填试验砂土体，在两端放置滤网，确保渗透注浆过程中砂土体不受到扰动，将圆柱筒体的侧面对拉螺栓、上固定板和下固定板的对拉螺栓拧紧，保证外壳的密封性；

3.按照设计的配比，将注浆液原材料放入制浆机构的制浆桶中，制作符合要求的注浆液。

4.打开第一出浆口的阀门，此时，盖板没有安装在储浆桶上；当注浆液注入到储浆罐内时，提升了罐内活塞板，通过活塞板上的单向排气阀排出注浆液面上的空气，注浆液的量足够开展注浆试验后，关闭第一出浆口的阀门；

5.将储浆桶上的盖板盖紧，盖板与罐体接触面设置O形密封件，盖板与罐体使用密封螺钉拧紧连接，到达密封要求；

6.打开高压进气孔的气阀门，开启空气压缩机，气压表上达到相应设定的注浆压力后，开启砂土体模具的第二出浆口的高压球阀和溢浆口的阀门，开始进行注浆；注浆液与砂土体模具内的砂土体相互作用，得到注浆后的试件；

7.需要稳压时，关闭砂土体模具的溢浆口的阀门，使试件在稳定压力下，注浆稳压至需要的时长；

8.浆液从溢浆口中 溢出后，可以判断注浆完成，即可停止向砂土体模具中注浆，对装置进行清洗、清理；

9.实验试件养护一定时间后，将砂土体模具的外壳的拆除，再养护到需要的时间即可以进行单轴、三轴试验。

上述实施例仅说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型,任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变；因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，包括，依次连接的制浆机构、注浆机构和砂土体模具，注浆液经过所述注浆机构后注入位于砂土体模具中的砂土体中；其中，

所述制浆机构，包括顶部开口的制浆桶和搅拌单元；所述注浆机构内制备注浆液并通过第一高压软管将所述注浆液注入所述注浆机构中；

所述注浆机构，包括，密封的储浆罐、活塞板和机械压力单元；其中，所述储浆罐的侧壁下部设置有多个第二出浆口，多个所述第二出浆口沿储浆罐的周向均匀分布；每个所述第二出浆口均连接高压球阀；所述储浆罐顶部密封连接机械压力单元；所述储浆罐内滑动设置有活塞板，所述活塞板上表面与所述储浆罐内壁形成密闭的压力腔；所述机械压力单元与压力腔连通；所述活塞板下表面与所述储浆罐内壁形成的浆液腔；所述活塞板设置有排气通孔；所述排气通孔中设置有单向排气阀；所述单向排气阀的排气方向为从所述浆液腔向所述压力腔；所述第二出浆口通过第二高压软管将注浆液加压注入所述砂土体模具中；

所述砂土体模具，包括，外壳和砂土体；其中，所述外壳顶部设置有溢浆口；所述外壳内部设置有腔体，所述砂土体充填入所述腔体中；所述外壳底部连接第二高压软管，并向所述砂土体中注入加压注浆液。

2.根据权利要求1所述的砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，所述搅拌单元将从所述制浆桶顶部注入的注浆液原材料混合；所述搅拌单元，包括，电机和两个叶轮；其中，电机安装在所述制浆桶上部的外壁，驱动两个所述叶轮旋转运动；所述叶轮由所述制浆桶上部伸入至注浆液下部，所述叶轮的搅拌半径小于所述制浆桶内半径。

3.根据权利要求1所述的砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，所述机械压力单元，包括空气压缩机、进气管和气压表，所述储浆罐顶部设置有带有气阀门的高压进气孔，所述空气压缩机通过进气管密封连接所述高压进气孔，并向所述压力腔内注入高压气体；所述高压进气孔上设置有气压表。

4.根据权利要求1所述的砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，所述砂土体模具的外壳包括，圆柱筒体、上固定板和下固定板；其中，所述圆柱筒体，包括竖直方向平均分开的两个圆弧形的筒板，两个圆弧形的筒板相互扣合后，外部覆盖圆柱形固定套筒并使用紧固件可拆卸固定；所述上固定板通过底面设置的环状上安装环套设在所述圆柱筒体的上端；所述下固定板通过顶面设置的环状下安装环套设在所述圆柱筒体的下端；圆柱筒体与上固定板和下固定板的连接处进采用密封圈密闭连接；所述上固定板、圆柱筒体和下固定板之间可拆卸固定连接。

5.根据权利要求1所述的砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，所述制浆桶侧壁下部开设有第一出浆口，所述第一出浆口与所述第一高压软管连接并设置有阀门控制流量；所述制浆桶底部中心设置有第一清洗口，所述第一清洗口上设有阀门开关。

6.根据权利要求1所述的砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，所述储浆罐的一侧壁上设置第一进浆口，所述第一进浆口连接所述第一高压软管；所述储浆罐底部中心设置有第二清洗口，所述第二清洗口上设有阀门开关。

7.根据权利要求6所述的砂土体注浆试件制作装置，其特征在于，所述储浆罐包括一顶部开口的储浆桶和盖在所述储浆桶开口端的倒U型的盖板，其中，所述储浆桶与所述盖板的接触面使用密封件密封并通过紧固件可拆卸连接。

Images