CN220231390U - 注浆材料渗漏实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种注浆材料渗漏实验装置，包括：进气管路；压力箱体，一侧与所述进气管路一端螺纹连接，所述压力箱体上设置有注水口；出水口管路，一端与所述压力箱体连接，另一端与注浆试验构件螺纹连接，其中，所述注浆试验构件与所述出水口管路对应的位置设置有圆形孔道，所述圆形孔道内用于浇筑待测试的注浆材料。本实用新型通过实时监测气体压力和出水口压力，便捷模拟不同水压力工况下的注浆封堵效果以及封堵破坏试验等，通过增加出水管路可同时实验不同注浆构件的注浆封堵效果，并形成直观的对比效果。

Description

注浆材料渗漏实验装置

技术领域

本实用新型涉及注浆材料粘结力评价的渗漏试验技术领域，尤其是涉及为注浆材料封堵效果及注浆材料粘结力评价的渗漏试验装置的技术，具体地说，涉及一种注浆材料渗漏实验装置。

背景技术

目前隧道及地下工程注浆材料品种众多，各种材料的性质也千差万别，如何能在实验室内较好的评价注浆材料的注浆效果，对于现场注浆材料的合理选取具有重要的参考意义，尤其是针对新研发的注浆材料，在实验室内对注浆效果进行初步的验证评价显得尤为重要。

目前针对注浆材料室内试验主要针对材料本身的流动度、渗透性、力学性能、耐久性等进行评价，针对注浆材料与混凝土构件或者岩石界面结合后的整体构件实验室内渗透实验较少，这将会导致新研发注浆材料现场应用的盲目性。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种注浆材料渗漏实验装置，通过实时监测气体压力和出水口压力，便捷模拟不同水压力工况下的注浆封堵效果以及封堵破坏试验等，通过增加出水管路可同时实验不同注浆构件的注浆封堵效果，并形成直观的对比效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种注浆材料渗漏实验装置，包括：

进气管路；

压力箱体，一侧与所述进气管路一端螺纹连接，所述压力箱体上设置有注水口；

出水口管路，一端与所述压力箱体连接，另一端与注浆试验构件螺纹连接，其中，所述注浆试验构件与所述出水口管路对应的位置设置有圆形孔道，所述圆形孔道内用于浇筑待测试的注浆材料。

在上述任一方案中优选的实施例，所述进气管路上设置有进气口阀门和进气口压力表，且所述进气口压力表接近于所述压力箱体。

在上述任一方案中优选的实施例，所述压力箱体的底部设置有底座。

在上述任一方案中优选的实施例，所述出水口管路上设置有出水口压力表和出水口阀门，其中，所述出水口压力表接近于所述压力箱体一侧，所述出水口阀门接近于所述注浆试验构件一侧。

在上述任一方案中优选的实施例，所述进气管路与所述压力箱体的连接处高于所述出水口管路与所述压力箱体的连接处。

在上述任一方案中优选的实施例，所述压力箱体内储存有水介质。

在上述任一方案中优选的实施例，所述压力箱体采用钢板焊接制成，钢板厚度≥3mm。

在上述任一方案中优选的实施例，所述注浆试验构件为圆形预制混凝土构件，内部预留有模拟裂缝的注浆圆形孔道。

在上述任一方案中优选的实施例，所述水介质的高度≥压力箱体高度的2/3。

在上述任一方案中优选的实施例，所述进气管路与进气口阀门和进气口压力表，以及所述出水口管路与出水口压力表和出水口阀门均采用焊接或者螺纹的方式连接。

一种注浆材料渗漏实验装置的实验方法，所述实验方法包括以下步骤：

步骤1：根据实验工况水头压力，计算出压力箱体尺寸及钢板的厚度、阀门和压力表参数的选择。

步骤2：根据出水口水头压力工况，选择强度和接头防渗漏满足要求的注浆试验构件以及连接方式。

步骤3：工厂焊接压力箱体，组装进气管路、压力表和阀门配件，出水管路、压力表和阀门配件，在工厂组装并在2倍试验压力强度下，检验整体试验设备的强度和气密性要求。

步骤4：实验室预制注浆试验构件，若采用混凝土，养护强度达到75％以上；注浆材料根据需要进行凝结时间控制。

步骤5：实验室组装实验装置并检验系统的气密性；连接注浆试验构件，检查接头部位渗漏性。

步骤6：连接注浆试验构件开展封堵效果试验。

步骤7：更换不同注浆材料的试验构件，重复步骤4至步骤6。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

1.通过控制气体介质压力，可获得有限水量情况下的不同水压工况，通过实时监测气体压力和出水口压力，便捷模拟不同水压力工况下的注浆封堵效果以及封堵破坏试验等，通过增加出水管路可同时实验不同注浆构件的注浆封堵效果，并形成直观的对比效果，在节约实验室空间和水量的情况下，获得不同工况下的出水口压力，可针对不同情况下的渗漏水情况，开展注浆封堵效果试验。

本实用新型整体实验装置考虑了运输便捷需求，将装置分成三个整体部分：进气管路、压力箱体以及出水管路，其中压力表、阀门、管道与压力箱体之间的连接可采用螺纹或者焊接形成。

本实用新型注浆试验构件可以应用于混凝土、岩石或者岩土，但是注浆材料需要根据试验确定。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：

图1是本实用新型注浆材料渗漏实验装置整体示意图。

图2是本实用新型注浆材料渗漏实验装置的图1中部位A即注浆试验构件与试验装置连接的细节放大图。

图3是本实用新型注浆材料渗漏实验装置的图1中部位B即压力箱体注水口细节放大图。

图中：1-进气口阀门；2-进气管路；3-进气口压力表；4-注水口；5-压力箱体；6-水介质；7-出水口压力表；8-出水口阀门；9-出水口管路；10-注浆试验构件；11-注浆材料；12-底座。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念，附图中的元素是示意性的，没有按比例绘制。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请下述实施例以注浆材料渗漏实验装置为例进行详细说明本申请的方案，但是此实施例并不能限制本申请保护范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种注浆材料渗漏实验装置，包括：

进气管路2；

压力箱体5，一侧与所述进气管路2一端螺纹连接，所述压力箱体5上设置有注水口4，进气管路2以螺纹方式连接在压力箱体5上，进气管路2上连接有进气口压力阀门1和进气口压力表3组成，连接时可以采用焊接或者螺纹方式连接，所述压力箱体5采用钢板焊接制成，钢板厚度根据所需出水口压力计算，厚度不小于3mm；箱体上焊接有注水口和密闭阀门4，箱体内灌注水介质6；

出水口管路9，一端与所述压力箱体5连接，另一端与注浆试验构件10螺纹连接，其中，所述注浆试验构件10与所述出水口管路9对应的位置设置有圆形孔道，所述圆形孔道内用于浇筑待测试的注浆材料11，所述注浆试验构件10为圆形预制混凝土构件，内部预留有模拟裂缝的注浆圆形孔道，实验时，圆形孔道内注满待测试的注浆材料11，注浆试验构件10通过螺纹形式与出水管路9连接。

在本实用新型所述的注浆材料渗漏实验装置中，实验装置制作前，通过一些常规的数值计算和力学验算，掌握不同工况下压力箱体受力变形特点，然后根据计算的结果选择合理的箱体钢板、阀门、压力表及管道类型，工厂内量测切割焊接制作，装置自身需要满足气密性和水密性要求，对压力箱体焊接、管路、阀门以及压力表的连接均需要较高质量，注浆试验构件与装置的连接部位需要不渗漏，可采用螺纹连接或者防水垫片连接。

如图1至图3所示，所述进气管路2上设置有进气口阀门1和进气口压力表3，且所述进气口压力表3接近于所述压力箱体5，所述压力箱体5的底部设置有底座12，所述出水口管路9上设置有出水口压力表7和出水口阀门8，其中，所述出水口压力表7接近于所述压力箱体5一侧，所述进气管路2和出水管路9上的压力表和阀门采用焊接或者螺纹的方式连接，考虑运输成品保护，进气管路2和出水管路9各自形成整体，与压力箱体5拆分运输；焊接或者螺纹的方式连接保证强度和气密性要求，所述出水口阀门8接近于所述注浆试验构件10一侧，所述进气管路2与所述压力箱体5的连接处高于所述出水口管路9与所述压力箱体5的连接处，所述压力箱体5内储存有水介质6，所述压力箱体5采用钢板焊接制成，钢板厚度≥3mm，所述注浆试验构件10为圆形预制混凝土构件，内部预留有模拟裂缝的注浆圆形孔道，所述水介质6的高度≥压力箱体5高度的2/3，所述进气管路2与进气口阀门1和进气口压力表3，以及所述出水口管路9与出水口压力表7和出水口阀门8均采用焊接或者螺纹的方式连接，充分利用应力叠加原理，通过控制压力箱体5内水介质6上方气压的大小控制出水口的水压力，通过进气口压力表3和出水口压力表7可实时监控进气口压力和出水口压力，通过调节水介质上方的气压大小，模拟不同水压工况下的注浆材料的封堵效果。

在本实用新型所述的注浆材料渗漏实验装置中，通过有效控制气体介质压力，可获得有限水量情况下的不同水压工况，通过实时监测气体压力和出水口压力，便捷模拟不同水压力工况下的注浆封堵效果以及封堵破坏试验等，通过增加出水管路，可同时实验不同注浆材料的封堵效果，并形成直观的对比效果，进一步的，可以通过控制气体压力，从而达到控制有限水量不同的出水口水压工况的目的，为了更加方便对气压进行监测，进一步的，所述进气管路配置气压监测压力表、进气口阀门，另外，所述压力箱体采用不低于3mm钢板焊接，压力箱体上配置注水口以及具有气密性要求的压力阀门，为了方便实时掌握出水管路的压力，因此在所述出水管路上配置水压力监测压力表和出水口阀门，进一步的，为了更加方便安装，所述进气管路、出水管路、进气口压力表、出水口压力表、进气口阀门、以及出水口阀门连接采用焊接或者螺纹连接，连接保证气密性要求，进一步的，所述注浆试验构件采用混凝土预制、岩石或者岩土材料制成，根据不同工况选择制备。

在本实用新型所述的注浆材料渗漏实验装置中，试验充分考虑了节水环保，利用应力叠加原理以及进气口和出水口压力实时监测控制，可便捷控制出水口压力，模拟不同水压力工况下注浆材料封堵效果。水介质6要求不低于压力箱体高度的2/3，所述进气管路2、出水管路9、进气口压力表3、出水口压力表7、进气口阀门1、以及出水口阀门8连接采用焊接或者螺纹连接，连接保证气密性要求。进气管路2与配件，出水管路9与配件，压力箱体5形成三个独立可拆解的整体分部，便于成品保护和运输，所述注浆试验构件10可重复使用，注浆材料封堵效果试验完成后，可采用冲击钻将注浆材料清除干净，使用一定粗糙度的砂纸打磨，形成贴近现场的裂缝孔道后，可再次重复使用；通过使用该装置进行实验，可通过进气口空气压力增大，进而增大水压力开展注浆材料的破坏性试验，通过力学计算出极限抗剪切力以及注浆材料和孔壁的粘结力。

一种注浆材料渗漏实验装置的实验方法，所述实验方法包括以下步骤：

步骤1：根据实验工况水头压力，计算出压力箱体尺寸及钢板的厚度、阀门和压力表参数的选择。

步骤2：根据出水口水头压力工况，选择强度和接头防渗漏满足要求的注浆试验构件以及连接方式。

步骤3：工厂焊接压力箱体，组装进气管路、压力表和阀门配件，出水管路、压力表和阀门配件，在工厂组装并在2倍试验压力强度下，检验整体试验设备的强度和气密性要求，进气管路2和出水管路9上的压力表和阀门采用焊接或者螺纹的方式连接，考虑运输成品保护，进气管路2和出水管路9各自形成整体，与压力箱体5拆分运输；焊接或者螺纹的方式连接保证强度和气密性要求，通过控制压力箱体5内水介质6上方气压的大小，精准控制出水口的水压力；通过进气口压力表3和出水口压力表7可实时监控进气口压力和出水口压力；通过调节水介质上方的气压大小，模拟不同水压工况下的注浆材料的封堵效果。

步骤4：实验室预制注浆试验构件，若采用混凝土，养护强度达到75％以上；注浆材料根据需要进行凝结时间控制，注浆试验构件10为圆形预制混凝土构件，内部预留有模拟裂缝的注浆圆形孔道；实验时，圆形孔道内注满待测试的注浆材料11，注浆试验构件10通过螺纹形式与出水管路9连接。

步骤5：实验室组装实验装置并检验系统的气密性；连接注浆试验构件，检查接头部位渗漏性，试验充分考虑了节水环保，利用应力叠加原理以及进气口和出水口压力实时监测控制，可便捷控制出水口压力，模拟不同水压力工况下注浆材料封堵效果，水介质6要求不低于压力箱体高度的2/3。

步骤6：连接注浆试验构件开展封堵效果试验，所述注浆试验构件10可重复使用，注浆材料封堵效果试验完成后，可采用冲击钻将注浆材料清除干净，使用一定粗糙度的砂纸打磨，形成贴近现场的裂缝孔道后，可再次重复使用，该实验装置可通过调节进气口，以使空气压力增大，进而增大水压力开展注浆材料的破坏性试验，通过常规的力学计算出极限抗剪切力以及注浆材料和孔壁的粘结力。

步骤7：更换不同注浆材料的试验构件，重复步骤4至步骤6。

其中，具体施工方法如下：

步骤A：将工厂制作并且压力和气密性试验合格的装置运至实验室。

步骤B：运至试验室的试验装置再次测试装置的气密性。

步骤C：实验室制作注浆试验构件，并标准养护满足强度要求。

步骤D：将注浆试验构件和试验装置连接，开展注浆封堵效果试验。

步骤E：现场观测注浆试验构件渗漏情况和压力表变化情况，记录并分析。

步骤F：根据需要和注浆材料类型，可以开展注浆材料的破坏性试验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，包括：

进气管路(2)；

压力箱体(5)，一侧与所述进气管路(2)一端螺纹连接，所述压力箱体(5)上设置有注水口(4)；

出水口管路(9)，一端与所述压力箱体(5)连接，另一端与注浆试验构件(10)螺纹连接，其中，所述注浆试验构件(10)与所述出水口管路(9)对应的位置设置有圆形孔道，所述圆形孔道内用于浇筑待测试的注浆材料(11)。

2.根据权利要求1所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述进气管路(2)上设置有进气口阀门(1)和进气口压力表(3)，且所述进气口压力表(3)接近于所述压力箱体(5)。

3.根据权利要求2所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述压力箱体(5)的底部设置有底座(12)。

4.根据权利要求2所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述出水口管路(9)上设置有出水口压力表(7)和出水口阀门(8)，其中，所述出水口压力表(7)接近于所述压力箱体(5)一侧，所述出水口阀门(8)接近于所述注浆试验构件(10)一侧。

5.根据权利要求2所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述进气管路(2)与所述压力箱体(5)的连接处高于所述出水口管路(9)与所述压力箱体(5)的连接处。

6.根据权利要求1所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述压力箱体(5)内储存有水介质(6)。

7.根据权利要求6所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述压力箱体(5)采用钢板焊接制成，钢板厚度≥3mm。

8.根据权利要求7所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述注浆试验构件(10)为圆形预制混凝土构件，内部预留有模拟裂缝的注浆圆形孔道。

9.根据权利要求8所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述水介质(6)的高度≥压力箱体(5)高度的2/3。

10.根据权利要求9所述的注浆材料渗漏实验装置，其特征在于，所述进气管路(2)与进气口阀门(1)和进气口压力表(3)，以及所述出水口管路(9)与出水口压力表(7)和出水口阀门(8)均采用焊接或者螺纹的方式连接。