ES2930698B2 - EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE - Google Patents

EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE Download PDF

Info

Publication number
ES2930698B2
ES2930698B2 ES202130533A ES202130533A ES2930698B2 ES 2930698 B2 ES2930698 B2 ES 2930698B2 ES 202130533 A ES202130533 A ES 202130533A ES 202130533 A ES202130533 A ES 202130533A ES 2930698 B2 ES2930698 B2 ES 2930698B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
sample
injection
pressure
water
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES202130533A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2930698A1 (en
Inventor
Nicieza Celestino González
Fernández Martina Inmaculada Alvarez
Fernández Pedro Fidalgo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lurpelan Tunnelling S A
Original Assignee
Lurpelan Tunnelling S A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lurpelan Tunnelling S A filed Critical Lurpelan Tunnelling S A
Priority to ES202130533A priority Critical patent/ES2930698B2/en
Publication of ES2930698A1 publication Critical patent/ES2930698A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2930698B2 publication Critical patent/ES2930698B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/0806Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/082Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • G01N15/0826Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Description

EQUIPO PARA CARACTERIZAR SUELOS O JUNTAS DE ROCAS Y EQUIPMENT TO CHARACTERIZE SOILS OR ROCK JOINTS AND

PROCEDIMIENTO DE CARACTERIZACIÓNCHARACTERIZATION PROCEDURE

OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION

Es objeto de la presente invención, tal y como el título de la invención establece un equipo para caracterizas suelos o juntas de rocas cuando se inyecta un fluido a través de estos materiales. Así, se puede ponderar la influencia de diferentes variables como la presión o el caudal de inyección, la presión de poro, en el caso de suelos, o el estado tensión al del terreno o del macizo rocoso en el proceso de inyección.It is the object of the present invention, just as the title of the invention establishes equipment to characterize soils or rock joints when a fluid is injected through these materials. Thus, the influence of different variables such as injection pressure or flow rate, pore pressure, in the case of soils, or the stress state of the ground or rock mass in the injection process can be considered.

También es objeto de la presente invención el procedimiento de caracterización de los suelos mediante el equipo objeto de la invención.The procedure for characterization of soils using the equipment object of the invention is also the object of the present invention.

Caracteriza a la presente invención el especial diseño y configuración de todas y cada una de las piezas que forman parte del equipo de manera se puede caracterizar un suelo pudiendo determinar la longitud que alcanza el fluido de inyección en los diferentes materiales ensayados, la homogeneidad de penetración de dicho fluido en el interior de la muestra, la capacidad transmisora del fluido de inyección, las propiedades mecánicas como la resistencia a compresión del material post-inyectado o la resistencia al lavado que presenta el fluido de inyección, entre otros.The present invention is characterized by the special design and configuration of each and every one of the pieces that are part of the equipment so that a soil can be characterized, being able to determine the length that the injection fluid reaches in the different materials tested, the homogeneity of penetration. of said fluid inside the sample, the transmitting capacity of the injection fluid, mechanical properties such as the compression resistance of the post-injected material or the resistance to washing that the injection fluid presents, among others.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los equipos empleados para la caracterización de los suelos y rocas.Therefore, the present invention is limited within the scope of the equipment used for the characterization of soils and rocks.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Toda obra, pública o no, necesita unos preparativos necesarios para prever errores o prevenir accidentes que causen costos económicos, materiales o personales. Antes de comenzar cualquier proyecto, es necesario estudiar las características del terreno, así como, en caso de realizar una obra de edificación, es prioritario hacer una caracterización y reconocimiento del mismo.Every work, public or not, needs the necessary preparations to foresee errors or prevent accidents that cause economic, material or financial costs. personal. Before starting any project, it is necessary to study the characteristics of the land, as well as, in the case of carrying out a building work, it is a priority to characterization and recognize it.

Para estudiar las características del terreno se hacen prospecciones que luego posteriormente se analizan mediante equipos que permiten caracterizar la compacidad del terreno, resistencia y en algunos casos porosidad, pero sin embargo, no se hace medición alguna de su respuesta frente a la inyección de un fluido, no pudiendo saber la longitud que alcanza un fluido de inyección en los diferentes materiales ensayados.To study the characteristics of the terrain, surveys are carried out and subsequently analyzed using equipment that allows the compactness of the terrain, resistance and in some cases porosity to be characterized, but however, no measurement is made of its response to the injection of a fluid. , not being able to know the length that an injection fluid reaches in the different materials tested.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención desarrollar un dispositivo que permita determinación de la longitud que alcanza el fluido de inyección en los diferentes materiales ensayados, la homogeneidad de penetración de dicho fluido en el interior de la muestra, la capacidad transmisora del fluido de inyección, las propiedades mecánicas como la resistencia a compresión del material post-inyectado o la resistencia al lavado que presenta el fluido de inyección, entre otros, desarrollando un equipo como el que a continuación se describe y queda recogido en su esencialidad en la reivindicación primera.Therefore, it is the object of the present invention to develop a device that allows determination of the length reached by the injection fluid in the different materials tested, the homogeneity of penetration of said fluid inside the sample, the transmitting capacity of the fluid. of injection, the mechanical properties such as the compression resistance of the post-injected material or the resistance to washing that the injection fluid presents, among others, developing equipment such as the one described below and is included in its essentiality in the claim first.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

Es objeto de la presente invención un dispositivo para caracterizar suelos o juntas de rocas caracterizado porque adopta una configuración general cilíndrica hueca que comprende una carcasa exterior de acero formada por dos partes, una parte superior y una parte inferior, ambas unidas mediante una brida de estanqueidad, quedando definido un espacio interior en el que es alojable una camisa interior que contiene la muestra a analizar, contando la parte superior una tapa superior que comprende un émbolo conectable a un sensor de presión y caudal y una manguera de inyección, además cuenta con una pieza metálica de sujeción al émbolo y a la parte superior de la carcasa, además esta parte superior comprende una serie de orificios para conectar al menos un sensor de presión, al menos un manguito de salida del fluido y al menos una salida para conectar un sensor de desplazamiento, la parte inferior comprende una tapa inferior conectable a una manguera de evacuación y sensores de presión y caudal.The object of the present invention is a device to characterize soils or rock joints characterized in that it adopts a general hollow cylindrical configuration that comprises an outer steel casing formed by two parts, an upper part and a lower part, both joined by a sealing flange. , an interior space is defined in which an inner jacket containing the sample to be analyzed can be accommodated, the upper part having an upper cover that includes a plunger connectable to a pressure and flow sensor and an injection hose, it also has a metal piece for fastening to the plunger and to the upper part of the casing, in addition this upper part includes a series of holes to connect to the at least one pressure sensor, at least one fluid outlet sleeve and at least one outlet for connecting a displacement sensor, the lower part comprises a lower cover connectable to an evacuation hose and pressure and flow sensors.

Complementariamente, tanto la parte superior como la parte inferior comprenden cada uno al menos un ojo de buey para poder inspeccionar el interior.Additionally, both the upper part and the lower part each comprise at least one porthole to be able to inspect the interior.

La camisa interior que no forma parte de la carcasa exterior de acero está hecha fabricada con un material elástico, que pueda deformarse ante los cambios de posición de las partículas de la muestra, ante el avance del fluido de inyección. Esta deformación es función de la presión de inyección y de la presión exterior de confinamiento.The inner jacket that is not part of the outer steel casing is made of an elastic material, which can deform due to changes in the position of the sample particles, due to the advance of the injection fluid. This deformation is a function of the injection pressure and the external confining pressure.

Se ha diseñado el equipo de manera que la camisa no se encuentre solidaria a la carcasa de acero, sino que exista una oquedad entre ambas. Así, se podrá inyectar otro fluido independiente al de inyección, que permita ejercer una fuerza de confinamiento similar a la que ejerce el terreno en condiciones reales. Consecuentemente, se limitará la libre deformación de la camisa que aloja el material a ensayar al inyectar.The equipment has been designed so that the jacket is not integral with the steel casing, but rather there is a cavity between the two. Thus, another fluid independent of the injection fluid can be injected, which allows the exertion of a confinement force similar to that exerted by the ground in real conditions. Consequently, the free deformation of the jacket that houses the material to be tested when injected will be limited.

En cuanto al fluido de confinamiento se ha barajado la posibilidad de utilizar aire o agua. Provisionalmente, el uso de aire se ha descartado ya que, para conseguir presiones relativamente altas, se requiere de grandes volúmenes. Además, existe el riesgo de explosión en caso de fuga. En cuanto a la presión máxima de confinamiento, su valor aún no se ha establecido con precisión, ya que depende de las prestaciones mecánicas que sea capaz de proporcionar el equipo durante los ensayos.Regarding the confining fluid, the possibility of using air or water has been considered. Provisionally, the use of air has been ruled out since, to achieve relatively high pressures, large volumes are required. In addition, there is a risk of explosion in the event of a leak. Regarding the maximum confinement pressure, its value has not yet been established precisely, since it depends on the mechanical performance that the equipment is capable of providing during the tests.

Esta presión de confinamiento puede: This confining pressure can:

- Mantenerse constante, al permitir la evacuación gradual del fluido compresor a través de los manguitos laterales del equipo.- Remain constant, by allowing the gradual evacuation of the compressor fluid through the side sleeves of the equipment.

- Incrementarse, debido al efecto conjunto de la deformación de la camisa por la inyección y la no evacuación del fluido compresor por los manguitos laterales del equipo.- Increase, due to the joint effect of the deformation of the jacket due to the injection and the non-evacuation of the compressor fluid through the side sleeves of the equipment.

Para determinar las variaciones de presión durante el ensayo, así como el caudal inyectado y el desplazamiento de las partículas de la muestra, en el equipo se han dispuesto transductores que permitan la conexión de sensores de presión, caudal y desplazamiento.To determine the pressure variations during the test, as well as the injected flow rate and the displacement of the sample particles, transducers have been arranged in the equipment that allow the connection of pressure, flow and displacement sensors.

Los sensores de presión y caudal se conectan mediante los transductores localizados en la manguera de entrada y salida de fluido. También se dispone de un transductor para la conexión de un sensor de presión en la parte central de la carcasa. Los sensores de desplazamiento se disponen en la parte central de la carcasa separados 120° a lo largo de una circunferencia definida por el corte de un plano perpendicular al eje de la carcasa.The pressure and flow sensors are connected through transducers located in the fluid inlet and outlet hose. There is also a transducer for connecting a pressure sensor in the central part of the housing. The displacement sensors are arranged in the central part of the housing separated by 120° along a circumference defined by cutting a plane perpendicular to the axis of the housing.

El equipo de ensayos se encuentra posicionado sobre una estructura de acero, unida a ella mediante un eje de giro, que permita modificar su posición (completamente horizontal, inclinado, etc.) para determinar cómo afecta esta variable al proceso de inyección.The testing equipment is positioned on a steel structure, linked to it by a rotating axis, which allows its position to be modified (completely horizontal, inclined, etc.) to determine how this variable affects the injection process.

Salvo que se indique lo contrario, todos los elementos técnicos y científicos usados en la presente memoria poseen el significado que habitualmente entiende un experto normal en la técnica a la que pertenece esta invención. En la práctica de la presente invención se pueden usar procedimientos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la memoria. Unless otherwise indicated, all technical and scientific elements used herein have the meaning normally understood by a person skilled in the art to which this invention belongs. Procedures and materials similar or equivalent to those described herein may be used in the practice of the present invention.

A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones la palabra “comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.Throughout the description and claims the word “comprises” and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will emerge partly from the description and partly from the practice of the invention.

EXPLICACION DE LAS FIGURASEXPLANATION OF THE FIGURES

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, in accordance with a preferred example of its practical implementation, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented.

En la figura 1 podemos observar una representación en perspectiva del equipo objeto de la invención.In Figure 1 we can see a perspective representation of the equipment that is the object of the invention.

En la figura 2 se muestra la sección obtenida al cortar el equipo por un plano vertical que corta.Figure 2 shows the section obtained by cutting the equipment along a vertical cutting plane.

En la figura 3 se muestra un detalle del émboloFigure 3 shows a detail of the plunger

En la figura 4 se muestra un detalle de la pieza de sujeción del émbolo.Figure 4 shows a detail of the plunger holding piece.

En la figura 5 se muestra una representación de la camisa interior en la que se aloja el material a caracterizar.Figure 5 shows a representation of the inner jacket in which the material to be characterized is housed.

En la figura 6 se muestra una representación del proceso de fabricación de muestras a ensayar. Figure 6 shows a representation of the manufacturing process of samples to be tested.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.In view of the figures, a preferred embodiment of the proposed invention is described below.

En la figura 1 se muestra el equipo objeto de la invención que como puede observarse comprende una carcasa metálica exterior (1) de configuración general aproximada cilíndrica en cuyo interior se introduce una camisa interior (17) (figura 5) en la que se aloja el material a caracterizar.Figure 1 shows the equipment object of the invention, which, as can be seen, comprises an outer metal casing (1) with an approximate general cylindrical configuration, inside which an inner jacket (17) is introduced (figure 5) in which the material to characterize.

La carcasa metálica exterior (1) está compuesta de una parte superior (2) y de una parte inferior (3) acopladas entre sí mediante una brida de estanqueidad (4) formada por dos bridas unidas entre sí mediante una junta tórica y una serie de tornillos.The outer metal casing (1) is composed of an upper part (2) and a lower part (3) coupled together by a sealing flange (4) formed by two flanges joined together by an O-ring and a series of screws.

La parte superior (2) de la carcasa metálica exterior (1) queda cerrada superiormente mediante una tapa superior (5) que está compuesta por un émbolo (7) y por una pieza metálica (6) de sujeción al émbolo (7).The upper part (2) of the outer metal casing (1) is closed from above by an upper cover (5) which is composed of a piston (7) and a metal piece (6) for securing the piston (7).

Tanto el émbolo (7) como la pieza metálica (6) de sujeción al émbolo cuentan con una serie de orificios para la unión entre ambas, por otro lado, la pieza metálica (6) cuenta con una serie de orificios adicionales que permiten su sujeción a la carcasa.Both the plunger (7) and the metal piece (6) for attaching to the plunger have a series of holes for the union between both, on the other hand, the metal piece (6) has a series of additional holes that allow it to be fastened. to the casing.

Sobre el émbolo (7) se dispone un transductor de presión y caudal (8), y al que es conectable una manguera de inyección (9) de un fluido. Además la parte superior (2) cuenta con una serie de entradas para poder conectar uno o varios sensores de presión, salidas del fluido de confinamiento o sensores de desplazamiento. En concreto en la parte superior (2) hay al menos un primera entrada (10) para un sensor de presión, una segunda entrada (11) para poder conectar un manguito que permita la salida del fluido de confinamiento y unas terceras y cuartas entradas (13) para poder conectar sendos sensores de desplazamiento. A pressure and flow transducer (8) is arranged on the plunger (7), to which an injection hose (9) of a fluid can be connected. In addition, the upper part (2) has a series of inputs to connect one or more pressure sensors, confinement fluid outlets or displacement sensors. Specifically, in the upper part (2) there is at least a first inlet (10) for a pressure sensor, a second inlet (11) to connect a sleeve that allows the exit of the confining fluid and third and fourth inlets ( 13) to be able to connect two displacement sensors.

En una posible forma de realización concreta y en ningún caso limitativa la pieza superior cuenta con 4 roscas de 5/8”, 2 roscas de ½” y tres roscas de M18x1,5.In a possible concrete and in no way limiting embodiment, the upper piece has 4 5/8” threads, 2 ½” threads and three M18x1.5 threads.

La parte inferior (3) de la carcasa metálica exterior (1) cuenta con una tapa de cierre inferior (14) sobre la que es conectable una manguera de evacuación de fluido (16), así como sensores de presión y caudal.The lower part (3) of the outer metal casing (1) has a lower closing cover (14) on which a fluid evacuation hose (16) can be connected, as well as pressure and flow sensors.

Tanto la parte superior (2) como la parte inferior (3) cuentan con un primer ojo de buey (12) y un segundo ojo de buey (15) respectivamente que sirven para poder observar desde fuera el comportamiento de la muestra.Both the upper part (2) and the lower part (3) have a first porthole (12) and a second porthole (15) respectively that serve to observe the behavior of the sample from the outside.

En la figura 2 se muestra la sección obtenida de la carcasa metálica exterior (1) al ser seccionada por un plano vertical, donde se pueden apreciar los ojos de buey (12) y (15), así como la brida de estanqueidad (4) de unión de ambas partes, la tapa superior (5) y la tapa inferior (14).Figure 2 shows the section obtained from the outer metal casing (1) when sectioned by a vertical plane, where the portholes (12) and (15) can be seen, as well as the sealing flange (4). union of both parts, the upper cover (5) and the lower cover (14).

En las figuras 3 y 4 se muestran unos detalles del émbolo (7) de la pieza metálica (6) de sujeción al émbolo, donde ambas cuentan con una serie de orificios (7.1) y (6.1) respectivamente, mientras que la pieza metálica (6) de sujeción al émbolo cuanta además con una serie orificios adicionales (6.1) y (6.2) para la sujeción a la carcasa metálica (1).Figures 3 and 4 show some details of the plunger (7) of the metal piece (6) securing the plunger, where both have a series of holes (7.1) and (6.1) respectively, while the metal piece ( 6) for attachment to the plunger also has a series of additional holes (6.1) and (6.2) for attachment to the metal casing (1).

Finalmente, en la figura 5 se puede observar una representación de la camisa interior (17) realizada en un material impermeable y elástico, que aloja a la muestra de material a ensayar y sobre la que inferiormente hay dispuesta una brida (18).Finally, in Figure 5 you can see a representation of the inner jacket (17) made of a waterproof and elastic material, which houses the sample of material to be tested and on which a flange (18) is arranged below.

En la figura 6 se muestran los medios accesorios necesarios para que el equipo de ensayos se pueda usar para ensayar juntas de roca. De esta manera, se dispone la camisa en una posición completamente horizontal. A continuación, se rellena el semicírculo inferior (19) con lechada de hormigón. Figure 6 shows the accessory means necessary so that the test equipment can be used to test rock joints. In this way, the shirt is arranged in a completely horizontal position. The lower semicircle (19) is then filled with concrete grout.

Antes de que fragüe, se pasa un molde en forma de T invertida (20), para crear una oquedad en la que posteriormente se pueda introducir el molde con la junta. Este procedimiento se realiza de manera simultánea en otra camisa, a fin de conseguir otra pieza de hormigón, con las mismas características. Finalmente, se introducen ambas piezas en una camisa, situando entre ambas dos gomas que permitan asegurar la estanqueidad del fluido de inyección. La camisa se introduciría en la carcasa metálica, pudiendo ejercerse sobre la muestra una presión de confinamiento similar a la que ejercer el macizo rocoso en condiciones reales.Before it sets, an inverted T-shaped mold (20) is passed to create a cavity into which the mold with the gasket can later be inserted. This procedure is carried out simultaneously in another sleeve, in order to obtain another piece of concrete, with the same characteristics. Finally, both pieces are introduced into a sleeve, placing two rubber bands between them to ensure the tightness of the injection fluid. The jacket would be introduced into the metal casing, and a confining pressure similar to that exerted by the rock mass in real conditions could be exerted on the sample.

El procedimiento mediante el cual se lleva a cabo el proceso de caracterización comprende los siguientes pasos:The procedure by which the characterization process is carried out includes the following steps:

• Inicialmente, se rellena la camisa interior con un material que se desea ensayar. Dicha muestra se ha sometido previamente a un proceso de secado, por lo que no presenta agua en el interior de sus poros. Además, se pesa y se determina su volumen.• Initially, the inner jacket is filled with a material that is to be tested. This sample has previously been subjected to a drying process, so it does not have water inside its pores. Additionally, it is weighed and its volume is determined.

• La camisa no tiene elementos de retención del material en sus extremos, por lo que es necesario colocar un racord en la parte inferior de la misma con este fin. Además, para evitar la evacuación de material durante el ensayo, se dispone un material geotextil, que actúe como filtro en este elemento.• The sleeve does not have material retention elements at its ends, so it is necessary to place a fitting at the bottom of it for this purpose. Furthermore, to avoid the evacuation of material during the test, a geotextile material is provided to act as a filter in this element.

• Una vez que la muestra está homogéneamente distribuida en el interior de la camisa y en las condiciones de compactación deseadas para llevar a cabo el ensayo, se introduce en la carcasa externa de acero.• Once the sample is homogeneously distributed inside the jacket and under the desired compaction conditions to carry out the test, it is introduced into the external steel casing.

• A continuación, se ensamblan las dos partes de la carcasa exterior (1), poniendo especial atención a que todos los tornillos estén correctamente apretados. Se conecta la manguera de inyección (9) del fluido que conecta un depósito con fluido de inyección fluido con la cabeza del equipo, así como los sensores de presión y de caudal para el registro de datos.• Next, the two parts of the outer casing (1) are assembled, paying special attention to ensuring that all screws are correctly tightened. The fluid injection hose (9) is connected, which connects a tank with fluid injection fluid to the head of the equipment, as well as pressure and flow sensors for data recording.

• se satura la muestra con agua sin ejercer ningún tipo de presión de confinamiento y se hace un registro del tiempo necesario para que se sature la muestra. Con este valor y el caudal registrado por el caudalímetro, se puede calcular el volumen de agua utilizado para la saturación de la muestra. El cociente entre el volumen de muestra seca y de muestra saturada permite conocer la porosidad del material.• The sample is saturated with water without exerting any type of confining pressure and a record is made of the time necessary for the sample to be saturated. With this value and the flow rate recorded by the flow meter, the volume of water used to saturate the sample can be calculated. The ratio between the volume of dry sample and saturated sample allows us to know the porosity of the material.

• A partir del caudal y de las presiones registradas por los sensores, también se calcula la transmisividad hidráulica según la ley de Darcy.• From the flow rate and pressures recorded by the sensors, the hydraulic transmissivity is also calculated according to Darcy's law.

• Tras saturar la muestra a ensayar y determinar sus parámetros hidráulicos básicos, se procede a ejercer una presión de confinamiento. Para ello, se introduce agua en la oquedad entre la carcasa exterior (1) y la camisa interior (17) a una presión determinada, impidiéndose la evacuación de este fluido por la parte inferior del equipo.• After saturating the sample to be tested and determining its basic hydraulic parameters, a confining pressure is applied. To do this, water is introduced into the cavity between the outer casing (1) and the inner jacket (17) at a certain pressure, preventing the evacuation of this fluid through the lower part of the equipment.

• A continuación, se evalúa el volumen de agua evacuado por la muestra en estas condiciones durante un tiempo determinado. A partir de este dato y los correspondientes al caudal y la presión, se calcula la porosidad y la transmisividad hidráulica en estas nuevas condiciones.• Next, the volume of water evacuated by the sample under these conditions for a certain time is evaluated. From this data and those corresponding to the flow and pressure, the porosity and hydraulic transmissivity are calculated under these new conditions.

• Una vez determinada la variación de estos parámetros, y con la muestra saturada, se inyecta una lechada a la presión establecida para el ensayo.• Once the variation of these parameters has been determined, and with the sample saturated, a slurry is injected at the pressure established for the test.

• Se observa cuál es la presión mínima de inyección que se necesita para desplazar el agua almacenada en los poros de la muestra. Esta presión se corresponde con el momento en el que empiece a fluir agua a través de una abertura situada en la parte inferior del equipo. Es importante también establecer el caudal de agua que se está evacuando, ya que establece la facilidad con la que el fluido de inyección es capaz de desplazar el agua almacenada en los poros. Además, una variante de ensayo a considerar sería retirar el material geotextil que actúa como filtro en el racord. De esta manera, se podría determinar la cantidad de finos que arrastra el caudal de agua expulsado como consecuencia de la inyección.• It is observed what is the minimum injection pressure that is needed to displace the water stored in the pores of the sample. This pressure corresponds to the moment at which water begins to flow through from an opening located at the bottom of the equipment. It is also important to establish the flow rate of water that is being evacuated, since it establishes the ease with which the injection fluid is capable of displacing the water stored in the pores. Furthermore, a test variant to consider would be to remove the geotextile material that acts as a filter in the fitting. In this way, the amount of fines carried by the flow of water expelled as a result of the injection could be determined.

• Nuevamente, se determina la transmisividad hidráulica de la muestra a las presiones de inyección y confinamiento de ensayo.• Again, the hydraulic transmissivity of the sample is determined at the test injection and confinement pressures.

• A partir de este punto, existen dos variantes de ensayo:• From this point, there are two test variants:

- En primer lugar, una en la que la lechada inyectada se dejaría fraguar un tiempo específico (3, 5 ó7 días). Cuando se aprecie que la lechada está solidificada (entre 24 y 48 horas) puede retirarse la camisa interior para liberar el equipo de ensayo y continuar con otras pruebas. A continuación, se evalúa visualmente la distribución del fluido de inyección en el interior de la muestra. Posteriormente, se tallan discos del conjunto muestra-lechada, para establecer las nuevas propiedades mecánicas que presenta el nuevo material obtenido mediante ensayos brasileños.- Firstly, one in which the injected grout would be allowed to set for a specific time (3, 5 or 7 days). When it is seen that the slurry is solidified (between 24 and 48 hours) the inner jacket can be removed to free the testing equipment and continue with other tests. Next, the distribution of the injection fluid inside the sample is visually evaluated. Subsequently, discs are carved from the sample-grout assembly, to establish the new mechanical properties presented by the new material obtained through Brazilian tests.

- Otra línea de ensayo sería que, una vez se haya finalizado la inyección de lechada en el interior de la muestra, inmediatamente se comience a inyectar agua. De esta manera, se simulan las condiciones de inyección en terrenos con abundantes flujos de agua subterráneos. Así, se establece la capacidad que presenta la lechada ensayada para resistir la acción del agua, que pudiera impedir su fraguado, con la consecuente problemática que presenta ante el proceso de inyección. - Another line of testing would be that, once the injection of grout into the interior of the sample has been completed, water should immediately begin to be injected. In this way, injection conditions are simulated in lands with abundant underground water flows. Thus, the capacity of the tested grout to resist the action of water is established, which could prevent its setting, with the consequent problems it presents during the injection process.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no altere, cambie o modifique su principio fundamental. Having sufficiently described the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is stated that, within its essentiality, it may be put into practice in other embodiments that differ in detail from that indicated by way of example. , and to which the protection sought will also reach, as long as it does not alter, change or modify its fundamental principle.

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1.- Procedimiento para caracterizar suelos o juntas de rocas que emplea un dispositivo que adopta una configuración general cilíndrica hueca que comprende una carcasa exterior (1) de acero formada por dos partes, una parte superior (2) y una parte inferior (3) ambas unidas mediante una brida de estanqueidad (4), quedando definido un espacio interior en el que se aloja una camisa interior (17) que contiene la muestra a analizar, contando la parte superior una tapa superior (5) que comprende un émbolo (7) al que se conecta un sensor de presión y caudal (8) y una manguera de inyección (9), además cuenta con una pieza metálica de sujeción (6) al émbolo (7) y a la parte superior de la carcasa exterior (1), además esta parte superior comprende una serie de orificios para conectar al menos un sensor de presión, al menos un manguito de salida del fluido y al menos una salida para conectar un sensor de desplazamiento de las partículas de la muestra, la parte inferior (3) comprende una tapa inferior (14) en la que se conecta una manguera de evacuación (16) y sensores de presión y caudal.1.- Procedure to characterize soils or rock joints that uses a device that adopts a general hollow cylindrical configuration that comprises an outer steel casing (1) formed by two parts, an upper part (2) and a lower part (3). both joined by a sealing flange (4), defining an interior space in which an inner jacket (17) is housed that contains the sample to be analyzed, the upper part having an upper cover (5) that includes a plunger (7 ) to which a pressure and flow sensor (8) and an injection hose (9) are connected, it also has a metal fastening piece (6) to the plunger (7) and to the upper part of the outer casing (1) In addition, this upper part comprises a series of holes to connect at least one pressure sensor, at least one fluid outlet sleeve and at least one outlet to connect a displacement sensor of the sample particles, the lower part (3 ) comprises a lower cover (14) to which an evacuation hose (16) and pressure and flow sensors are connected. caracterizado porque comprende las etapas de:characterized because it includes the stages of: • Inicialmente, se rellena la camisa interior (17) con un material que se desea ensayar. Dicha muestra se ha sometido previamente a un proceso de secado, por lo que no presenta agua en el interior de sus poros. Además, se pesa y se determina su volumen.• Initially, the inner jacket (17) is filled with a material that is to be tested. This sample has previously been subjected to a drying process, so it does not have water inside its pores. Additionally, it is weighed and its volume is determined. • La camisa no tiene elementos de retención del material en sus extremos, por lo que es necesario colocar una brida (18) en la parte inferior de la misma con este fin. • The sleeve does not have material retention elements at its ends, so it is necessary to place a flange (18) at the bottom of it for this purpose. • Una vez que la muestra está homogéneamente distribuida en el interior de la camisa (17) y en las condiciones de compactación deseadas para llevar a cabo el ensayo, se introduce en la carcasa externa (1) de acero.• Once the sample is homogeneously distributed inside the jacket (17) and under the desired compaction conditions to carry out the test, it is introduced into the external steel casing (1). • A continuación, se ensamblan las dos partes de la carcasa exterior (1), de manera que todos los tornillos estén correctamente apretados. Se conecta la manguera de inyección (9) del fluido que conecta un depósito con fluido de inyección fluido con la parte superior del equipo, así como los sensores de presión y de caudal para el registro de datos.• Next, the two parts of the outer casing (1) are assembled, so that all the screws are correctly tightened. The fluid injection hose (9) is connected, which connects a tank with fluid injection fluid to the upper part of the equipment, as well as the pressure and flow sensors for data recording. • Se satura la muestra con agua sin ejercer ningún tipo de presión de confinamiento y se hace un registro del tiempo necesario para que se sature la muestra. Con este valor y el caudal registrado por el caudalímetro, se calcula el volumen de agua utilizado para la saturación de la muestra. El cociente entre el volumen de muestra seca y de muestra saturada permite conocer la porosidad del material.• The sample is saturated with water without exerting any type of confining pressure and a record is made of the time necessary for the sample to saturate. With this value and the flow rate recorded by the flowmeter, the volume of water used to saturate the sample is calculated. The ratio between the volume of dry sample and saturated sample allows us to know the porosity of the material. • A partir del caudal y de las presiones registradas por los sensores, también se calcula la transmisividad hidráulica según la ley de Darcy.• From the flow rate and pressures recorded by the sensors, the hydraulic transmissivity is also calculated according to Darcy's law. • Tras saturar la muestra a ensayar y determinar sus parámetros hidráulicos básicos, se procede a ejercer una presión de confinamiento. Para ello, se introduce agua en la oquedad entre la carcasa exterior (1) y la camisa interior (17) a una presión determinada, impidiéndose la evacuación de este fluido por la parte inferior del equipo.• After saturating the sample to be tested and determining its basic hydraulic parameters, a confining pressure is applied. To do this, water is introduced into the cavity between the outer casing (1) and the inner jacket (17) at a certain pressure, preventing the evacuation of this fluid through the lower part of the equipment. • A continuación, se evalúa el volumen de agua evacuado por la muestra en estas condiciones durante un tiempo determinado. A partir de este dato y los correspondientes al caudal y la presión, se calcula la porosidad y la transmisividad hidráulica en estas nuevas condiciones. • Next, the volume of water evacuated by the sample under these conditions for a certain time is evaluated. From this data and those corresponding to the flow and pressure, the porosity and hydraulic transmissivity are calculated under these new conditions. • Una vez determinada la variación de estos parámetros, y con la muestra saturada, se inyecta una lechada a la presión establecida para el ensayo.• Once the variation of these parameters has been determined, and with the sample saturated, a slurry is injected at the pressure established for the test. • Se observa cuál es la presión mínima de inyección que se necesita para desplazar el agua almacenada en los poros de la muestra. Esta presión se corresponde con el momento en el que empiece a fluir agua a través de una abertura situada en la parte inferior del equipo. También se establece el caudal de agua que se está evacuando, ya que permite determinar la facilidad con la que el fluido de inyección es capaz de desplazar el agua almacenada en los poros.• It is observed what is the minimum injection pressure that is needed to displace the water stored in the pores of the sample. This pressure corresponds to the moment when water begins to flow through an opening located at the bottom of the equipment. The flow rate of water being evacuated is also established, since it allows determining the ease with which the injection fluid is capable of displacing the water stored in the pores. • Nuevamente, se determina la transmisividad hidráulica de la muestra a las presiones de inyección y confinamiento de ensayo.• Again, the hydraulic transmissivity of the sample is determined at the test injection and confinement pressures. 2. - Procedimiento para caracterizar suelos o juntas de rocas según la reivindicación 1 caracterizado porque en la etapa de observación de cuál es la presión mínima de inyección que se necesita para desplazar el agua almacenada en los poros de la muestra, se retira el materialdel filtro dispuesto en el extremo inferior de la camisa interna que actúa como filtro en la brida, de esta manera, se determina la cantidad de finos que arrastra el caudal de agua expulsado como consecuencia de la inyección.2. - Procedure to characterize soils or rock joints according to claim 1, characterized in that in the observation stage of what is the minimum injection pressure that is needed to displace the water stored in the pores of the sample, the filter material is removed. arranged at the lower end of the internal jacket that acts as a filter in the flange, in this way, the amount of fines carried by the flow of water expelled as a result of the injection is determined. 3. - Procedimiento para caracterizar suelos o juntas de rocas según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque tras la determinación de la transmisividad hidráulica de la muestra a las presiones de inyección y confinamiento de ensayo, la lechada inyectada se deja fraguar un tiempo específico (3, 5 ó 7 días). Cuando se aprecie que la lechada está solidificada, entre 24 y 48 horas, puede retirarse la camisa interior para liberar el equipo de ensayo y continuar con otras pruebas. A continuación, se evalúa visualmente la distribución del fluido de inyección en el interior de la muestra. Posteriormente, se tallan discos del conjunto muestra-lechada, para establecer las nuevas propiedades mecánicas que presenta el nuevo material obtenido mediante ensayos brasileños.3. - Procedure for characterizing soils or rock joints according to claim 1 or 2, characterized in that after determining the hydraulic transmissivity of the sample at the test injection and confinement pressures, the injected slurry is allowed to set for a specific time (3 , 5 or 7 days). When it is seen that the slurry is solidified, between 24 and 48 hours, the inner jacket can be removed to free the test equipment and continue with other tests. Next, the distribution of the injection fluid inside the sample is visually evaluated. Subsequently, Discs are cut from the sample-grout assembly, to establish the new mechanical properties presented by the new material obtained through Brazilian tests. 4.- Procedimiento para caracterizar suelos o juntas de rocas según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque tras la determinación de la transmisividad hidráulica de la muestra a las presiones de inyección y confinamiento de ensayo, una vez se haya finalizado la inyección de lechada en el interior de la muestra, inmediatamente se comienza a inyectar agua. De esta manera, se simulan las condiciones de inyección en terrenos con abundantes flujos de agua subterráneos. 4.- Procedure for characterizing soils or rock joints according to claim 1 or 2, characterized in that after determining the hydraulic transmissivity of the sample at the injection and test confinement pressures, once the injection of grout has been completed in the inside the sample, water immediately begins to be injected. In this way, injection conditions are simulated in lands with abundant underground water flows.
ES202130533A 2021-06-10 2021-06-10 EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE Active ES2930698B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202130533A ES2930698B2 (en) 2021-06-10 2021-06-10 EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202130533A ES2930698B2 (en) 2021-06-10 2021-06-10 EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2930698A1 ES2930698A1 (en) 2022-12-20
ES2930698B2 true ES2930698B2 (en) 2023-09-08

Family

ID=84488886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202130533A Active ES2930698B2 (en) 2021-06-10 2021-06-10 EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2930698B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105891088A (en) * 2016-04-22 2016-08-24 宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司 Experiment device for absorption filtration
CN106226219A (en) * 2016-07-29 2016-12-14 河南理工大学 A kind of permeability apparatus for fragmented rock body water sand two phase fluid flow
CN108982327A (en) * 2018-08-10 2018-12-11 西安理工大学 A kind of damage concrete permeability detection device
CN211206175U (en) * 2019-12-09 2020-08-07 贵州工程应用技术学院 Testing arrangement of rock permeability coefficient under different pressure conditions
CN111474047B (en) * 2020-05-09 2022-12-16 合肥工业大学 Test method for verifying hydrodynamic pressure in bank slope soil body

Also Published As

Publication number Publication date
ES2930698A1 (en) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11125667B2 (en) Embeddable seepage module capable of being embedded into interface ring shear apparatus considering soil erosion
CN109372581B (en) Roof stratum horizontal extrusion force monitoring device and use method
CN107782641B (en) A kind of loose media osmotic grouting simulation test device
CN106769747B (en) The experimental rig and its test method that soil body inflation resistance is seeped
CN108663298A (en) True triaxial crack propagation simulation and permeability test integrated experimental device and method
ES2930698B2 (en) EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING SOILS OR ROCK JOINTS AND CHARACTERIZATION PROCEDURE
CN110018097A (en) The two-way seepage through soil mass experimental rig and test method of the detachable sample preparation sampling of multilayer
CN108918390A (en) The device and method of mud film forming and measurement mud film amounts of consolidation, air inflow
CN116047024A (en) Grouting lifting three-dimensional model test device and test method
RU2578417C1 (en) Device for testing the joints of geomembrane for water permeability
US11092588B2 (en) Measurement cell and associated measurement method
CN111413485A (en) Small hole expansion test device and method
CN107328912B (en) A kind of excavation face steady experimental device and its application method using muddy water supporting
CN205743828U (en) The portable quick pressure measurement sealing of hole instrument in a kind of colliery
CN110044713A (en) A kind of the piston vapour-pressure type consolidation testing device and method of grouting behind shaft or drift lining slurries
CN208872635U (en) A kind of building ground infiltration detection device
CN112683746B (en) Device and method for measuring effective stress conversion rate of slurry film forming
CN208547560U (en) The device of mud film forming and measurement mud film amounts of consolidation, air inflow
CN113514204B (en) Sealing performance test device for crack-containing cover layer of exhausted oil reservoir type gas storage
KR100581550B1 (en) Structure constructing an environment to diagnose safety of construction under water
CN107656035B (en) Permeation and humidity diffusion test device
CN211602676U (en) Loess collapsible deformation modulus measuring device
CN207764087U (en) Air pressure drives loose media grouting simulation test device
KR101223473B1 (en) System and Apparatus for measuring transmissibility of underground structure
CN215727553U (en) Portable rock-soil acoustic emission permeameter and penetration experiment system

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2930698

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20221220

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2930698

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20230908