一种混凝土裂缝模拟用可视化注浆扩散装置及其应用方法与流程

1.本发明涉及混凝土裂缝修复技术领域，尤其是一种混凝土裂缝模拟用可视化注浆扩散装置及其应用方法。


背景技术：

2.混凝土裂缝是建筑领域中经常会出现的问题，现有技术通常会进行相关的预防模拟措施，但是通常情况下，裂缝的形成往往会出现形状不稳定的情况，解决办法也是通常采用一种裂缝一种填充方法，如此往复，无法很好解决裂缝在实际中因为形状改变而导致的填充不及时适应或者无法更快找到对应解决办法，造成混凝土裂缝泄露愈发严重，造成更多人与物的损失。


技术实现要素：

3.本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种混凝土裂缝模拟用可视化注浆扩散装置及其应用方法，通过对混凝土裂缝注浆进行可视化的扩散模拟，解决现有技术中无法预先模拟裂缝填充而导致应对不及时的问题。
4.本发明目的实现由以下技术方案完成：一种混凝土裂缝模拟用可视化注浆扩散装置，包括实验箱以及用于封闭实验箱上端的盖板，实验箱两侧均设有与之内部连通的泵送管，在所述实验箱内设有上层裂缝试样、下层裂缝试样，在盖板外壁上设有下压气缸，下压气缸的输出端活动贯穿盖板后与上层裂缝试样球接，在盖板上设有多个用于调整上层裂缝试样倾斜角度的调整组件。
5.在所述实验箱顶部设有底板，底板的两端分别通过螺栓连接有夹紧条，且两个夹紧条用于对上层裂缝试样进行固定。进一步地，通过设置底板与两个夹紧条，且底板上表面与下压气缸的输出端球接，在保证上层裂缝试样被稳定夹持的前提下，无需直接与下压气缸的输出端球接，避免上层裂缝试样在球接的方式下出现损伤，以保证模拟实验的精确度。
6.在所述盖板上设有多个连接柱，连接柱下端部活动贯穿盖板后与底板上表面球接，连接柱的上端部外壁设有外径大于连接柱外径的卡环。
7.进一步地，上层裂缝试样在被夹紧条夹持后，在竖直方向上被调整组件带动以进行倾斜调节，在盖板上设置多个连接柱，且连接柱的上端外壁上设有卡环，卡环的外径大于连接柱的外径，能够有效避免下压气缸输出端出现过度位移。
8.所述调整组件的个数为四个，且四个调整组件分别位于所述盖板的四个直角处。作为优选，通过在盖板的四个直角处分别设置四个调整组件，使得四个调整组件无论是单独进行调整，还是两个或是两个以上的配合使用时，均能保证上层裂缝试样在倾斜角度调整完成后的稳定性。
9.所述调整组件包括支撑板、联动杆，在联动杆下端活动贯穿盖板后与底板上表面铰接，竖直设置的支撑板上固定有定位块，中心轴活动贯穿定位块后沿水平方向延伸，在支撑板上通过销柱转动设置有与盖板垂直的转杆，转杆中部通过连杆与联动杆连接，在转杆
的两端分别设有抱箍，两个抱箍上均设有呈u型的夹持块，在中心轴的延伸段上设有u型的卡接头，还包括圆盘，圆盘侧壁中部固定有与卡接头球接的随动板，两个夹持块沿圆盘的轴线呈对称分布，且圆盘的上部与下部分别置于两个夹持块的u形夹持区域内。
10.进一步地，在对上层裂缝试样进行倾斜度调整时，在限位块的支撑和限定作用下，通过手动或是电动驱动设备来拉动中心轴在水平方向上做直线往复运动，中心轴带动卡接头做直线运动，且由于卡接头与随动球接，使得卡接头在直线运动的同时，带动圆盘绕卡接头与随动杆的铰接点做翻转运动，进而带动夹持块以及转杆绕销柱进行圆周运动，利用转杆以及连杆的翻转，即能带动与底板铰接的联动杆在竖直方向上做直线运动，进而实现上层裂缝试样的倾斜度调整。需要指出的是，中心轴、随动板、转杆以及联动杆形成一个多连杆结构，且联动杆与底板铰接，下压气缸的输出端与底板球接，使得底板的位置可调整的区间范围相对较大，只需通过调整中心轴在水平方向上的位移量，则能实现精确控制上层裂缝试样的整体或是局部倾斜的角度；如当处于盖板的同一个对角线上的两个调整组件配合使用时，一个调整组件中的中心轴进行一个方向的直线运动，而另一个调整组件的中心轴进行反向的直线运动，进而使得底板的一端升高，其另一端下降，其中具体的升高位移量与下降位移量均能通过预先设置的多连杆结构中的尺寸计算得出。
11.在所述定位块下表面设有止退块，丝杆贯穿止退块且与之螺纹配合，在丝杆远离圆盘的一端端部设有卡盘，卡盘的中部与步进电机的输出端连接，在中心轴远离圆盘的一端端部上间隔设置有两个限位环，且卡盘的局部置于两个限位环的间隙内。
12.进一步地，通过步进电机精确的转动调节，使得卡盘带动两个限位环连同中心轴一并进行往复直线运动，以确保上层裂缝试样的倾斜度调整精确有效。
13.所述实验箱采用亚克力材料制成。作为优选，亚克力材质的实验箱呈透明状，能确保实验人员能实时观察实验箱内的浆液扩散状态，同时方便实验人员对上层裂缝试样的倾斜度进行快速调整。
14.具体操作时，实验人员进行混凝土裂缝的渗漏模拟时，根据实际情况中可能出现的渗流问题，进行渗流大小的改变，通过改变裂缝试样来进行模拟混凝土裂缝注浆实验，根据压力计以及上层裂缝试样倾斜角度用调整组件的联合配合作业下，进行流量、注浆速度等的实时对应改变，以达到更为真实的模拟实验，来提前准备好实际的应对预案；其中多个压力计均匀分布在上层裂缝试样的下表面与下层裂缝试样的上表面，并且通过终端数据控制后台，如plc控制系统等，plc控制系统与预先设置的压力计、下压气缸、和泵送管连接的泵体等形成一个完成的控制回路，使得下压气缸的输出功率、泵体的输出功率、压力计的检测数据被收集整理后，泵体、调整组件收到反馈命令时对应产生相关的执行动作，如对上层裂缝试样的倾斜度进行变换调整、更换浆液的注入速度或是流量，以达到实现多元化的模拟注浆目的。需要进一步说明的是，盖板在对实验箱的开放端进行密闭后，首先由下压气缸对上层裂缝试样进行驱动下移至实验所需位置，下压气缸的输出端与盖板之间的连接部通过活动密封圈密完成了密封处理，且下压气缸的输出端与上层裂缝试样上表面球接，使得上层裂缝试样能与多个调整组件一起配合使用，对上层裂缝试样进行多角度的倾斜调整。
15.本发明的优点是：1）进行混凝土裂缝的渗漏模拟时，根据实际情况中可能出现的渗流问题，进行渗流大小的改变，通过改变裂缝试样来进行模拟混凝土裂缝注浆实验，根据压力计以及上层
裂缝试样倾斜角度用调整组件的联合配合作业下，进行流量、注浆速度等的实时对应改变，以达到更为真实的模拟实验，来提前准备好实际的应对预案；2）盖板在对实验箱的开放端进行密闭后，首先由下压气缸对上层裂缝试样进行驱动下移至实验所需位置，下压气缸的输出端与盖板之间的连接部通过活动密封圈密完成了密封处理，且下压气缸的输出端与上层裂缝试样上表面球接，使得上层裂缝试样能与多个调整组件一起配合使用，对上层裂缝试样进行多角度的倾斜调整；3）中心轴、随动板、转杆以及联动杆形成一个多连杆结构，且联动杆与底板铰接，下压气缸的输出端与底板球接，使得底板的位置可调整的区间范围相对较大，只需通过调整中心轴在水平方向上的位移量，则能实现精确控制上层裂缝试样的整体或是局部倾斜的角度。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中调整组件的结构示意图。
具体实施方式
17.以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-2所示，图中各标记分别表示为：实验箱1、泵送管2、下层裂缝试样3、上层裂缝试样4、盖板5、调整组件6、支撑板61、圆盘62、连杆63、销柱64、转杆65、抱箍66、夹持块67、随动板68、中心轴69、定位块10、止退块611、卡盘612、限位环613、步进电机614、丝杆615、联动杆616、连接柱7、下压气缸8、底板9、夹紧条10。
18.实施例：如图1-2所示，本实施例中的混凝土裂缝模拟用可视化注浆扩散装置包括实验箱1以及用于封闭实验箱1上端的盖板5，该盖板5与实验箱1之间构成可拆卸式的连接，以便于对实验箱1内的裂缝试样进行更换。实验箱1两侧均设有与之内部连通的泵送管2，该泵送管2可连接泵体以向实验箱1内部所设置的裂缝试样进行注浆。在实验箱1内设有上层裂缝试样4、下层裂缝试样3，两者之间呈一定距离的间隔布置使两者之间形成为裂缝。在盖板5的顶部外壁上设有下压气缸8，下压气缸8的输出端活动贯穿盖板5后与上层裂缝试样4球接，在盖板5上设有多个用于调整上层裂缝试样4倾斜角度的调整组件6。
19.需要进一步说明的是，盖板5在对实验箱1的开放端进行密闭后，首先由下压气缸8对上层裂缝试样4进行驱动下移至实验所需位置，下压气缸8的输出端与盖板5之间的连接部通过活动密封圈密完成了密封处理，且下压气缸8的输出端与上层裂缝试样4上表面球接，使得上层裂缝试样4能与多个调整组件6一起配合使用，对上层裂缝试样4进行多角度的倾斜调整。
20.本实施例通过设置底板9与两个夹紧条，且底板9上表面与下压气缸8的输出端球接，在保证上层裂缝试样4被稳定夹持的前提下，无需将上层裂缝试样4直接与下压气缸8的输出端球接，从而避免上层裂缝试样4在球接的方式下出现损伤，以保证模拟实验的精确度。上层裂缝试样4在被夹紧条夹持后，在竖直方向上被调整组件6带动以进行倾斜调节，在盖板5上设置多个连接柱7，且连接柱7的上端外壁上设有卡环，卡环的外径大于连接柱7的
外径，能够有效避免下压气缸8输出端出现过度位移。
21.如图1-2所示，在盖板5的四个直角处（图中略去两个）分别设置有四个调整组件6，使得四个调整组件6无论是单独进行调整，还是两个或是两个以上的配合使用时，均能保证上层裂缝试样4在倾斜角度调整完成后的稳定性。
22.如图2所示，调整组件6包括支撑板61、联动杆616，在联动杆616下端活动贯穿盖板5后与底板9上表面铰接，竖直设置的支撑板61上固定有定位块610，中心轴69活动贯穿定位块610后沿水平方向延伸，在支撑板61上通过销柱64转动设置有与盖板5垂直的转杆65，转杆65中部通过连杆63与联动杆616连接，在转杆65的两端分别设有抱箍66，两个抱箍66上均设有呈u型的夹持块67，在中心轴69的延伸段上设有u型的卡接头，还包括圆盘62，圆盘62侧壁中部固定有与卡接头球接的随动板68，两个夹持块67沿圆盘62的轴线呈对称分布，且圆盘62的上部与下部分别置于两个夹持块67的u形夹持区域内。
23.在对上层裂缝试样4进行倾斜度调整时，在限位块的支撑和限定作用下，通过手动或是电动驱动设备来拉动中心轴69在水平方向上做直线往复运动，中心轴69带动卡接头做直线运动，且由于卡接头与随动球接，使得卡接头在直线运动的同时，带动圆盘62绕卡接头与随动杆的铰接点做翻转运动，进而带动夹持块67以及转杆65绕销柱64进行圆周运动，利用转杆65以及连杆63的翻转，即能带动与底板9铰接的联动杆616在竖直方向上做直线运动，进而实现上层裂缝试样4的倾斜度调整。在此之中，中心轴69、随动板68、转杆65以及联动杆616形成一个多连杆63结构，且联动杆616与底板9铰接，下压气缸8的输出端与底板9球接，使得底板9的位置可调整的区间范围相对较大，只需通过调整中心轴69在水平方向上的位移量，则能实现精确控制上层裂缝试样4的整体或是局部倾斜的角度；如当处于盖板5的同一个对角线上的两个调整组件6配合使用时，一个调整组件6中的中心轴69进行一个方向的直线运动，而另一个调整组件6的中心轴69进行反向的直线运动，进而使得底板9的一端升高，其另一端下降，其中具体的升高位移量与下降位移量均能通过预先设置的多连杆63结构中的尺寸计算得出。
24.本实施例可通过更为精确的自动化设备来对中心轴69进行位移调整，即采用步进电机614，即在定位块610下表面设有止退块611，丝杆615贯穿止退块611且与之螺纹配合，在丝杆615远离圆盘62的一端端部设有卡盘612，卡盘612的中部与步进电机614的输出端连接，在中心轴69远离圆盘62的一端端部上间隔设置有两个限位环613，且卡盘612的局部置于两个限位环613的间隙内。通过步进电机614精确的转动调节，使得卡盘612带动两个限位环613连同中心轴69一并进行往复直线运动，以确保上层裂缝试样4的倾斜度调整精确有效。
25.本实施例在具体操作时，泵送管2通过泵体与浆液存储管连通，实验人员进行混凝土裂缝的渗漏模拟时，根据实际情况中可能出现的渗流问题，进行渗流大小的改变，通过改变裂缝试样来进行模拟混凝土裂缝注浆实验，根据压力计以及上层裂缝试样4倾斜角度用调整组件6的联合配合作业下，进行流量、注浆速度等的实时对应改变，以达到更为真实的模拟实验，来提前准备好实际的应对预案；其中多个压力计均匀分布在上层裂缝试样4的下表面与上层裂缝试样4的上表面，并且通过终端数据控制后台，如plc控制系统等，plc控制系统与预先设置的压力计、下压气缸8、和泵送管2连接的泵体等形成一个完成的控制回路，使得下压气缸8的输出功率、泵体的输出功率、压力计的检测数据被收集整理后，泵体、调整
组件6收到反馈命令时对应产生相关的执行动作，如对上层裂缝试样4的倾斜度进行变换调整、更换浆液的注入速度或是流量，以达到实现多元化的模拟注浆目的。
26.本实施例在具体实施时：实验箱1可优选采用亚克力材质制造，使实验箱1呈透明状，从而能确保实验人员能实时观察实验箱1内的浆液扩散状态，同时方便实验人员对上层裂缝试样4的倾斜度进行快速调整。
27.本实施例利用下压气缸8的输出端与上层裂缝试样4的上表面球接，使上层裂缝试样4能与多个调整组件6一起配合使用，通过下压气缸8的输出使上层裂缝试样4移动，顺利实现上层裂缝试样4进行多角度的倾斜调整，最后辅助检测装置对裂缝试样调整后参数检测即可，实现多元化的模拟注浆实验。
28.虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。