专利名称：压力灌浆实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及实验装置领域，尤其是一种多功能的适用于实验室内压力灌浆的实验
>J-U ρ α装直。
背景技术：
目前地质灾害频发，注浆可对松软地层进行原位加固并能改变其固有的物理力学性质，所以它广泛应用于土木建筑工程中。由于复杂的地层条件和注浆施工效果的隐蔽性，致使注浆理论的研究落后于工程实践。现有的注浆系统多针对实际注浆作业的需要，对于实验室注浆及更好的进行室内实验研究有一定的限制。实验室注浆结石体物理力学特性的得到，多对其进行切割后实验测得。在注浆模具中进行充分人工注浆得到注浆体直接养护加工后使用，可以简单快捷的获取所需的实验数据，而现有技术中尚无用于实验室的注浆实验装置。由于实际工程的局限性，压力灌浆中的注浆扩散半径的研究相对困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种压力灌浆实验装置，可以在室内实现对岩土体裂隙或碎石土孔隙的注浆实验。并且该系统压力可以进行自主控制。并记录浆液供给时的用量。模具组合精巧，拆装方便，可对模具内待注浆结构提供压力，有效的按需模拟不良地层的围压状态。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种压力灌浆实验装置，包括供浆装置，供浆装置与实验模具的浆孔连通，实验模具的下部浆孔与浆液回收桶连通；
在实验模具外壁从上到下设有多个管路，该管路上设有压力表；
所述的供浆装置与实验模具之间和实验模具与浆液回收桶之间均设有节流阀。所述的供浆装置包括注浆泵，注浆泵的出浆口与第一分流器连通，第一分流器一个分流端与实验模具的浆孔连通，另一个分流端通过第一节流阀与注浆泵的进浆口连通。所述的第一分流器与实验模具的浆孔之间还设有第二节流阀和第二分流器，第二分流器的分流端依次设有用于行水压下的注浆实验的水箱、手摇压力泵和第五节流阀。所述的第一分流器和实验模具的浆孔之间还设有第三节流阀和流量计。所述的实验模具的内腔尺寸为150 X 150 X 500mm，或者为1000 X 1000 X 1000mm。所述的实验模具中，前面板与后面板之间通过多根螺栓对拉连接，两侧的侧面板位于前面板与后面板之间，在前面板与后面板的内壁设有用于限制侧面板位置的限位槽，在侧面板与前面板和后面板接触的部位设有密封条；
所述的前面板或后面板上从上到下设有多个用于外接管路的孔；
实验模具的两端设有固定连接的端面面板，所述的端面面板上设有至少一个浆孔。另一可选的方案中，所述的实验模具中，前面板与后面板之间通过多根螺栓对拉连接，两侧的侧面板位于前面板与后面板之间，在前面板与后面板的内壁设有用于限制侧面板位置的限位槽，在侧面板与前面板和后面板接触的部位设有密封条；
所述的前面板或后面板上从上到下设有多个用于外接管路的孔；
实验模具的下端设有固定连接的端面面板，所述的端面面板上设有至少一个浆孔； 实验模具的上端设有与实验模具内腔滑动配合的滑动端盖；
实验模具(之外还设有反力架，在反力架与滑动端盖之间设有千斤顶。所述的滑动端盖为两块，滑动端盖之间设有用于密封的橡胶板。本发明提供的一种压力灌浆实验装置，通过采用的注浆泵，并通过控制第一节流阀的打开量及注浆泵提供的压力控制螺栓来控制注浆压力。通过接入水箱，并由手摇压力泵进行实验模具内所需注浆体的压水试验，进一步进行水压下的注浆试验。实验模具的前面板、后面板及侧面板之间的拼接部采用硅胶条进行填充使其将周围密封。端面面板与实验模具四周缝隙由速凝水泥进行填堵。密封做好可使注浆结石体均匀，保证其物理力学特性。实验模具置于反力架下，在千斤顶作用下对滑动端盖施加压力并传至被灌体，以控制被灌体沉降量或压力值。设置的底部浆孔控制注浆中被灌体内气体或水的排出。侧壁安装的多个压力表可用于分析浆液在模具内的流动规律。本发明提供的一种压力灌浆实验装置，通过不同模具的使用既可以简单便捷的得到有规则形状的注浆结石体，也可以得到不同条件下浆液的扩散半径。其试验过程中由压力表及流量计并配合千斤顶提供的压力P，可以更有效的分析试验参数对结石体各项物理力学性能及浆液扩散半径的影响。本发明中可以量化注浆量，所以结石体成分也得到量化。本发明小巧方便易用，特别适合实验室内使用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
图1为本发明的整体结构示意图。图2为本发明中实验模具的结构示意图。图3为本发明中图2的A-A剖视示意图。图4为本发明中端面面板的俯视示意图。图5为本发明中端面面板的侧视示意图。图6为本发明中实验模具的另一种结构示意图。图7为本发明中滑动端盖的俯视示意图。图中浆液搅拌机1，下料桶2，注浆泵3，第一节流阀4，第一压力表5，第一分流器6，第二节流阀7，第二分流器8，第五节流阀9，手摇压力泵10，水箱11，第三节流阀12，实验模具13，前面板1301，侧面板1302，端面面板1303，限位槽1304，浆孔1305，滑动端盖1306，橡胶板1307,后面板1308,第二压力表14,第三压力表15,第四压力表16,第五压力表17,浆液回收桶18，第四节流阀19，流量计20，千斤顶21，反力架22。
具体实施例方式如图1中，一种压力灌浆实验装置，包括供浆装置，供浆装置与实验模具13的浆孔1305连通，实验模具13的下部浆孔与浆液回收桶18连通； 在实验模具13外壁从上到下设有多个管路，该管路上设有压力表；
所述的供浆装置与实验模具13之间和实验模具13与浆液回收桶18之间均设有节流阀。如图1中，所述的供浆装置包括注浆泵3，注浆泵3的出浆口与第一分流器6连通，第一分流器6 —个分流端与实验模具13的浆孔连通，另一个分流端通过第一节流阀4与注浆泵3的进浆口连通。如图1中，浆液搅拌机I接下料桶2，由下料桶2给注浆泵3供料，浆液搅拌系统的容量为注浆泵的2倍，以满足浆液的供给。如图1中，所述的第一分流器6与实验模具13的浆孔之间还设有第二节流阀7和第二分流器8，第二分流器8的分流端依次设有用于行水压下的注浆实验的水箱11、手摇压力泵10和第五节流阀9。接入水箱由手摇压力泵进行模具内所需注浆体的压水试验，并进一步进行水压下的注浆试验。本发明中压水试验可通过控制第五节流阀9进行选择性试验。所述的第一分流器6和实验模具13的浆孔之间还设有第三节流阀12和流量计20。通过调节止水阀12控制浆液灌入压力并通过流量计20记录注浆量。所述的实验模具13的内腔尺寸为150X 150X500mm，由此内腔尺寸用于得到立方体注浆体；或者为1000X 1000X 1000mm，由此内腔尺寸得到结石体，由于该内腔尺寸较大，在填充碎石、泥土以模拟复杂的地层条件后，浆液可以在碎石间隙中扩散，并测量其尺寸以算出浆液扩散半径。如图1-5中，所述的实验模具13中，前面板1301与后面板1308之间通过多根螺栓对拉连接，两侧的侧面板1302位于前面板1301与后面板1308之间，在前面板1301与后面板1308的内壁设有用于限制侧面板1302位置的限位槽1304，在侧面板1302与前面板1301和后面板1308接触的部位设有密封条；
所述的前面板1301或后面板1308上从上到下设有多个用于外接管路的孔；
实验模具13的两端设有固定连接的端面面板1303，所述的端面面板1303上设有至少一个浆孔1305。另一可选的方案中，如图1、6、7中所示，所述的实验模具13中，前面板1301与后面板1308之间通过多根螺栓对拉连接，两侧的侧面板1302位于前面板1301与后面板1308之间，在前面板1301与后面板1308的内壁设有用于限制侧面板1302位置的限位槽1304，在侧面板1302与前面板1301和后面板1308接触的部位设有密封条；
所述的前面板1301或后面板1308上从上到下设有多个用于外接管路的孔；
实验模具13的下端设有固定连接的端面面板1303，所述的端面面板1303上设有至少一个浆孔1305 ；
实验模具13的上端设有与实验模具13内腔滑动配合的滑动端盖1306 ；
实验模具13之外还设有反力架22，在反力架22与滑动端盖1306之间设有千斤顶21。所述的滑动端盖1306为两块，滑动端盖1306之间设有用于密封的橡胶板1307。如图1所示在行压水试验时，关闭第二节流阀7，打开第五节流阀9、第三节流阀12和第四节流阀19，按需对第四节流阀19进行打开和关闭的操作，使流量计20和在实验模具13外壁从上到下设置的第二压力表14、第三压力表15、第四压力表16、第五压力表17达到理想度数或可观测的度数。
在获取结石体注浆试验时，安装内腔尺寸为150X 150X500mm的实验模具13，先关闭第二节流阀7，打开第一节流阀4，启动注浆泵3检查浆液回流状况，然后关闭第五节流阀9，打开第一节流阀4、第二节流阀7、第三节流阀12和第四节流阀19开始注浆。通过调节第一节流阀4的开度控制注浆泵3出口浆液压力并通过第一压力表5的读数来观察，调节第三节流阀12控制浆液灌入压力并通过流量计20所示显示流量值进行控制。可将连接第三压力表15、第四压力表16和第五压力表17的管路适当与进行排气或排水管连接。实验模具13底部浆孔1305会先压出被灌体中的自由水，浆液随之流出后关闭第四节流阀19，继续注浆至第二压力表14的压力值恒定或吸浆量可以忽略时关闭第三节流阀12后停止注浆。获取扩散半径注浆试验时，安装内腔尺寸为1000X 1000X IOOOmm的实验模具13，
其余步骤同获取结石体注浆试验实施方法。本发明的装置通用的工作程序为装入被灌体，检查第二压力表14、第三压力表15、第四压力表16和第五压力表17，检查其精度及对中情况确定仪表正常，浆孔1305的第四节流阀19打开，再在反力架22下利用千斤顶对其提供压力P如图1所示。接通压水系统及注浆泵，仪表安装好后检查各通路是否正常，仪表是否对中调零；
浆液搅拌机I将浆液搅拌后通过下料桶2将浆液倒入注浆泵3中，关闭第五节流阀9，进行注浆试验。按需进行上述的压水试验。注浆结束后关闭第三节流阀12和第四节流阀19，并清洗所有管道及试验设备。实验模具13中注浆体按设计浆液的初凝时间对第四节流阀19适量打开放出模具中析出的水分。按设计时间拆除内腔尺寸为150X 150X500mm的实验模具13后得到立方体注浆
体，清理模具。拆模时将模具横放，将注浆体放在侧板上，再整体小心移动到注浆体指定位置以保证注浆体最大限度的避免外部损害。养护注浆体做以后的物理力学特性试验。按设计时间拆除内腔尺寸为1000X 1000X IOOOmm的实验模具13后清洗结石体，观察结石体形状并测量其尺寸算出浆液扩散半径。
权利要求
1.ー种压カ灌浆实验装置，包括供浆装置，其特征是供浆装置与实验模具(13)的浆孔(1305)连通，实验模具(13)的下部浆孔与浆液回收桶(18)连通； 在实验模具(13)外壁从上到下设有多个管路，该管路上设有压力表； 所述的供浆装置与实验模具(13)之间和实验模具(13)与浆液回收桶(18)之间均设有节流阀。
2.根据权利要求1所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的供浆装置包括注浆泵(3)，注浆泵(3)的出浆ロ与第一分流器(6)连通，第一分流器(6)—个分流端与实验模具(13)的浆孔连通，另ー个分流端通过第一节流阀(4)与注浆泵(3)的进浆ロ连通。
3.根据权利要求2所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的第一分流器(6)与实验模具(13)的浆孔之间还设有第二节流阀(7)和第二分流器(8)，第二分流器(8)的分流端依次设有用于行水压下的注浆实验的水箱(11)、手摇压カ泵(10)和第五节流阀(9)。
4.根据权利要求2所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的第一分流器(6)和实验模具(13)的浆孔之间还设有第三节流阀(12 )和流量计(20 )。
5.根据权利要求1所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的实验模具(13)的内腔尺寸为 150 X 150 X 500mm，或者为 1000 X 1000 X 1000mm。
6.根据权利要求1所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的实验模具(13)中，前面板(1301)与后面板(1308)之间通过多根螺栓对拉连接，两侧的侧面板(1302)位于前面板(1301)与后面板(1308)之间，在前面板(1301)与后面板(1308)的内壁设有用于限制侧面板(1302)位置的限位槽(1304)，在侧面板(1302)与前面板(1301)和后面板(1308)接触的部位设有密封条； 所述的前面板(1301)或后面板(1308)上从上到下设有多个用于外接管路的孔； 实验模具(13)的两端设有固定连接的端面面板(1303)，所述的端面面板(1303)上设有至少ー个浆孔(1305)。
7.根据权利要求1所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的实验模具(13)中，前面板(1301)与后面板(1308)之间通过多根螺栓对拉连接，两侧的侧面板(1302)位于前面板(1301)与后面板(1308)之间，在前面板(1301)与后面板(1308)的内壁设有用于限制侧面板(1302)位置的限位槽(1304)，在侧面板(1302)与前面板(1301)和后面板(1308)接触的部位设有密封条； 所述的前面板(1301)或后面板(1308)上从上到下设有多个用于外接管路的孔； 实验模具(13)的下端设有固定连接的端面面板(1303)，所述的端面面板(1303)上设有至少ー个浆孔(1305)； 实验模具(13)的上端设有与实验模具(13)内腔滑动配合的滑动端盖(1306)； 实验模具(13)之外还设有反力架(22)，在反力架(22)与滑动端盖(1306)之间设有千斤顶(21)。
8.根据权利要求7所述的ー种压カ灌浆实验装置，其特征是所述的滑动端盖(1306)为两块，滑动端盖(1306)之间设有用于密封的橡胶板(1307)。
全文摘要
一种压力灌浆实验装置，包括供浆装置，供浆装置与实验模具的浆孔连通，实验模具的下部浆孔与浆液回收桶连通；在实验模具外壁从上到下设有多个管路，该管路上设有压力表；所述的供浆装置与实验模具之间和实验模具与浆液回收桶之间均设有节流阀。本发明提供的一种压力灌浆实验装置，通过不同模具的使用既可以简单便捷的得到有规则形状的注浆结石体，也可以得到不同条件下浆液的扩散半径。其试验过程中由压力表及流量计并配合千斤顶提供的压力P，可以更有效的分析试验参数对结石体各项物理力学性能及浆液扩散半径的影响。本发明中可以量化注浆量，所以结石体成分也得到量化。本发明小巧方便易用，特别适合实验室内使用。
文档编号G01N33/38GK103048439SQ20121050974
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者雷进生, 刘琼, 王乾峰, 彭刚, 陈建飞 申请人:三峡大学