用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置及其测试方法与流程

文档序号:11109566阅读:来源:国知局

技术特征:

1.用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,该装置包括试验箱、设置在试验箱中并将试验箱的内腔分隔成相互独立的土层装载腔和加压水腔的承压板、与加压水腔相连通的进水控制系统及高压空气调节系统、装填在土层装载腔中的试验土层、埋设在试验土层中的注浆单元以及与注浆单元相连接的浆液控制系统,所述的土层装载腔通过土层进水管与进水控制系统相连通,所述的试验土层中还埋设有土压力计及孔隙水压力计。

2.根据权利要求1所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的注浆单元包括横贯埋设在试验土层中部的注浆管、开设在注浆管中部的注浆口以及与注浆口配合使用的止浆环。

3.根据权利要求2所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的注浆口共设有多个,并沿圆周均匀布设在注浆管的管壁上,所述的注浆口的外侧覆盖有橡胶膜。

4.根据权利要求2所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的浆液控制系统包括浆液箱、活塞泵以及浆液回流管,所述的浆液箱的出口端依次与活塞泵、注浆管相连接,并通过浆液回流管返回连接至浆液箱的进口端。

5.根据权利要求1所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的进水控制系统包括脱气水箱、一端与脱气水箱的出水口相连通,另一端与加压水腔相连通的加压进水管、沿水流方向依次设置在加压进水管上的流量计、阀门及水压表,所述的脱气水箱通过土层进水管与试验土层相连通。

6.根据权利要求5所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的加压水腔上部的一段加压进水管上设有用于指示水位的刻度支管。

7.根据权利要求5所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的高压空气调节系统包括高压空气泵、将高压空气泵与加压进水管相连通的高压空气进气管、沿气流方向依次设置在高压空气进气管上的第一高压空气调压阀及第一空气压力表。

8.根据权利要求7所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的高压空气进气管上设有与脱气水箱相连通的进气支管,该进气支管上沿气流方向依次设有第二空气压力表及第二高压空气调压阀。

9.根据权利要求1所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置,其特征在于,所述的试验土层的顶面和底面分别设有上部土工布、下部土工布,所述的承压板的周边设有密封防水圈,所述的加压水腔、土层装载腔还分别设有第一排水管、第二排水管。

10.如权利要求1至9任一项所述的用于模拟注浆过程中地层隆起的试验装置的测试方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:

步骤(1):向脱气水箱内注入脱气水至脱气水箱的2/3高度处,组装试验箱,并装填试验土层,保持试验土层的密度与现场实际密度相同;

步骤(2):打开加压进水管上的阀门,向试验箱的加压水腔中注水,并通过第一排水管调节水位到刻度支管的2/3处,然后关闭加压进水管上的阀门,打开第一高压空气调压阀,使得空气压力等于现场测试位置地层的总压力;

步骤(3):调节脱气水箱进气支管上的第二高压空气调压阀,使得脱气水箱内空气压力略高于现场测试位置的地层孔隙水压力,打开土层进水管上的阀门,脱气水箱内的脱气水开始向试验箱中的试验土层充水,并使得试验土层中的孔隙水压力与现场测试位置孔隙水压力相等;

步骤(4):当第二排水管内不再有气泡排出,水流稳定排出后,说明试验土层中的气体已全部排出,关闭第二排水管及土层进水管上的阀门,记录下脱气水箱和刻度支管内的水位高度;

步骤(5):打开活塞泵开始注浆,每隔一定时间,记录一次刻度支管内的水位高度、加压进水管上流量计读数、土压力计和孔隙水压力计的读数,注浆导致的地层隆起总体积由刻度支管水位的升高值与试验箱的截面积的乘积计算所得;

步骤(6):注浆结束后,打开脱气水箱的进水管上的阀门,每隔一定时间,记录一次脱气水箱的水位高度和刻度支管的水位高度,地层超孔隙水排水量由脱气水箱的水位升高值与脱气水箱的截面积的乘积计算所得,而地层最终的隆起体积为刻度支管的最初水位值与最终水位值的差值与试验箱的截面积的乘积计算所得。

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