一种获得浆液的留存率的方法及其所用试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于岩土工程技术领域，涉及一种获得浆液的留存率的方法及其所用试验系统。
【背景技术】
[0002]在所有的岩体中几乎都存在不同程度、不同数量的裂隙和结构面，这些不连续面破坏了岩体的完整性和连续性，削弱了岩体强度。因此需要对其进行加固，在加固的方法中，注浆是一个非常好的选择，注浆是地下工程中加固软弱破碎围岩及封堵地下水的有效手段。
[0003]对于动水条件下的注浆，需要考虑浆液的留存情况，若留存性较差则会导致浆液在注入时被动水冲散从而随水流向远处，无法达到封堵裂隙和加固岩体的作用；因此有必要研宄动水条件下裂隙中浆液的留存率。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种易于操作、便于数据处理、分析，具有较强实用性的获得浆液的留存率的方法及其所用试验系统。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]本发明提供了一种获得浆液的留存率的方法，包括以下步骤:
[0007]首先模拟注浆裂隙并将其调整为水平状态，注入浆液，然后调整水压力和流速，动水冲击浆液后进行电子采像，最后检测并分析动水冲散浆液前后裂隙内的浆液总量，以获得浆液的留存率。
[0008]所述浆液的留存率是将电子采像获得的照片导入电脑进行分析，通过试验前后拍摄照片，利用图像的像素值进行区分浆液和非浆液区域，对图像进行二值化，并统计出浆液区域的像素数进而计算动水注入前后浆液的体积，进而计算浆液的留存率。
[0009]所述浆液的留存率，其公式为Θ =m2/mi;其中Θ为留存率，Hi1为裂隙中浆液注入总量，Hl2裂隙中浆液残余含量。
[0010]本发明还提供了一种上述获得浆液的留存率的方法所用试验系统，包括试验装置、动水系统和监测分析系统；
[0011]试验装置，用于进行注浆浆液抗水冲散性模型试验的装置；
[0012]动水系统，用于调整水压力和流速；
[0013]监测分析系统，用于检测并分析动水冲散浆液前后裂隙内的浆液总量，以获得浆液的留存率。
[0014]所述试验装置包括模拟裂隙注浆模型、导水裂隙模型和调整装置；所述模拟裂隙注浆模型和所述导水裂隙模型通过橡胶圈套水平连接，所述调整装置位于所述模拟裂隙注浆模型和所述导水裂隙模型的下面，用以调整其高度和角度。
[0015]所述模拟裂隙注浆模型由大小相同的上下两片有机玻璃板组成，上下两片有机玻璃板之间上下两端垫放有垫条来支撑上下两片有机玻璃板从而模拟裂隙，上下两片有机玻璃板的上下两端设置有夹子，位于上面的有机玻璃板的中间设置有注浆口，出水口位于有机玻璃板的左侧一端，有机玻璃板的右侧一端通过橡胶圈套与导水裂隙模型连接。
[0016]所述垫条为橡胶垫。
[0017]所述有机玻璃板的厚度为2?8mm。
[0018]所述导水裂隙模型由大小相同的上下两片有机玻璃板组成，上下两片有机玻璃板之间上下两端垫放有垫条来支撑上下两片有机玻璃板从而模拟裂隙，位于上面的有机玻璃板的中间设置有注水口，有机玻璃板与垫条之间用胶水密封，上下两片有机玻璃板的右端用胶水密封形成封闭端，有机玻璃板的左端通过橡胶圈套与模拟裂隙注浆模型连接。
[0019]所述调整装置包括试验台架、水平调整装置、水平仪和可升降支座，所述水平仪位于模拟裂隙注浆模型上面，所述水平调整装置位于模拟裂隙注浆模型下面，所述试验台架位于所述可升降支座与所述水平调整装置之间。
[0020]所述动水系统包括水箱、水管、水阀、水泵、压力控制器和流速传感器，水泵的一端通过水管与水箱连接，水阀设置位于水管上，水泵的另一端依次设置有压力开关和流速传感器；止回阀位于水泵与压力控制器之间，所述流速传感器与监测分析系统连接。
[0021]所述监测分析系统包括电子采像部分和分析计算部分，
[0022]电子采像部分:用于采集电子图像并传输给分析计算部分；
[0023]分析计算部分:通过对比动水冲散浆液前后裂隙内的浆液的总量，以获得浆液的留存率。
[0024]所述电子采像部分采用的是相机。
[0025]所述分析计算部分采用的是电脑。
[0026]本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0027]本发明提供的模型试验系统可用来分析浆液在动水冲击作用下浆液的留存情况，用来求取其留存率；其中留存率为动水冲击后裂隙中浆液质量除以注入裂隙的浆液质量。
[0028]本发明提供的模型试验系统实现了智能化分析和简单化操作，为注浆浆液抗水冲散分析提供了保障；可以用来方便、快捷的进行模型试验，高效分析计算浆液的留存率，为动水条件下成功注浆打好基础；组装容易、操作简单；可以便捷的控制水流流速和水压力，保证稳定的操作条件；具有可视化的优点，可以利用相机拍照和软件分析计算，减少了误差。
[0029]本发明提供的模型试验系统具有简单易操作和计算准确的优点，利于分析研宄不同浆液在不同动水条件下的抗水冲散的性能。同时由于有机玻璃是透明的，可以通过录像或者拍照的方式清楚的拍摄到浆液在动水条件下被水流冲走的过程，通过软件从而计算将也在动水条件下的留存率。
【附图说明】
[0030]图1是获得浆液的留存率的方法所用试验系统的整体结构示意图。
[0031]图2是图1所示的获得浆液的留存率的方法所用试验系统中试验装置的俯视图。
[0032]其中为水箱，2为水管，3为水阀，4为水泵，5为压力控制器，6为流速传感器，7为水槽，8为试验台架，9为水平调整装置，10为有机玻璃板，11为水平仪，12为相机，13为可升降支座，14为止回阀，15为注水口，16为橡胶圈套，17为出水口，18为注浆口，19为垫条，20为封闭端，21为夹子。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图所示实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0034]实施例1
[0035]一种获得浆液的留存率的方法，包括以下步骤:
[0036]首先模拟注浆裂隙并将其调整为水平状态，注入浆液，然后调整水压力和流速，动水冲击浆液后进行电子采像，最后检测并分析动水冲散浆液前后裂隙内的浆液总量，以获得浆液的留存率。
[0037]所述浆液的留存率是将电子采像获得的照片导入电脑进行分析，通过试验前后拍摄照片，利用图像的像素值进行区分浆液和非浆液区域，对图像进行二值化，并统计出浆液区域的像素数进而计算动水注入前后浆液的体积，进而计算浆液的留存率。
[0038]所述浆液的留存率，其公式为Θ =m2/mi;其中Θ为留存率，Hi1为裂隙中浆液注入总量，Hl2裂隙中浆液残余含量。
[0039]如图1所示，图1是获得浆液的留存率的方法所用试验系统的整体结构示意图。
[0040]一种上述获得浆液的留存率的方法所用试验系统，可以用来方便、快捷的进行模型试验，高效分析计算浆液的留存率，为动水条件下成功注浆打好基础。
[0041]包括试验装置、动水系统和监测分析系统；
[0042]试验装置，用于进行注浆浆液抗水冲散性模型试验的装置；
[0043]动水系统，用于调整水压力和流速；
[0044]监测分析系统，用于检测并分析动水冲散浆液前后裂隙内的浆液总量，以获得浆液的留存率。
[0045]如图2所示，图2是图1所示的获得浆液的留存率的方法所用试验系统中试验装置的俯视图。
[0046]所述试验装置包括模拟裂隙注浆模型、导水裂隙模型和调整装置；所述模拟裂隙注浆模型和所述导水裂隙模型通过橡胶圈套16水平连接，所述调整装置位于所述模拟裂隙注浆模型和所述导水裂隙模型的下面，用以调整其高度和角度。
[0047]所述模拟裂隙注浆模型由大小相同的上下两片有机玻璃板10组成，上下两片有机玻璃板10之间上下两端垫放有垫条19来支撑上下两片有机玻璃板10从而模拟裂隙，上下两片有机玻璃板10的上下两端设置有夹子21，位于上面的有机玻璃板10的中间设置有注浆口 18，出水口 17位于有机玻璃板10的左侧一端，有机玻璃板10的右侧一端通过橡胶圈套16与导水裂隙模型连接；垫条19为橡胶垫；有机玻璃板10的厚度为2?8mm。
[0048]所述导水裂隙模型由大小相同的上下两片有机玻璃板10组成，上下两片有机玻璃板10之间上下两端垫放有垫条19来支撑上下两片有机玻璃板10从而模拟裂隙，位于上面的有机玻璃板10的中间设置有注水口 15，有机玻璃板10与垫条