三维可视化注浆效果试验箱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种三维可视化注浆效果试验箱，目的在于，能够直观检验出浆液的扩散规律，检测注浆后的实际注浆效果，还能观测注浆过程中地表起伏情况；能够依据实际工程中地下水情况模拟动水条件下的浆液扩散情况，检验注浆效果，试验箱所采用的技术方案为：包括试验箱箱体，试验箱箱体内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体的底部设置有底板，底板上设置有若干个出水口，出水口上设置有阀门，试验箱箱体的侧壁设置有若干个可视窗口，可视窗口上铰接有钢化玻璃，试验时钢化玻璃与可视窗口密封，试验箱箱体的顶部设置有龙门架纵向导轨和横向导轨，龙门架纵向导轨和横向导轨连接龙门架。
【专利说明】
三维可视化注浆效果试验箱
技术领域
[0001]本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种三维可视化注浆效果试验箱。
【背景技术】
[0002]注浆技术广泛应用于岩土工程，然而实际注浆工程中的注浆效果，如浆液扩散半径、浆脉发展情况、加固效果、堵水效果等，多以经验判断，且现在的检测手段多应用于注浆结束后，于设计阶段帮助不大。目前应用于室内试验的注浆效果装置，大都受限于尺寸，以单孔注浆为主，不能有效的检验多孔注浆的叠加效应，对注浆后浆脉扩散效果没有一个直观的认识，注浆半径不易确定。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种能够直观检验出浆液的扩散规律，检测注浆后的实际注浆效果，还能观测注浆过程中地表起伏情况;能够依据实际工程中地下水情况模拟动水条件下的浆液扩散情况，检验注浆效果的三维可视化注浆效果试验箱。
[0004]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为:
[0005]—种三维可视化注浆效果试验箱，包括试验箱箱体，试验箱箱体内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体的底部设置有底板，底板上设置有若干个出水口，出水口上设置有阀门，试验箱箱体的侧壁设置有若干个可视窗口，可视窗口上铰接有钢化玻璃，试验时钢化玻璃与可视窗口密封，试验箱箱体的顶部设置有龙门架纵向导轨和横向导轨，龙门架纵向导轨和横向导轨连接龙门架。
[0006]所述试验箱箱体内自上而下设有四层试验层，每个可视窗口内设置四块上下拼接且相互密封的钢化玻璃。
[0007]所述钢化玻璃通过圆柱百页脱卸门轴铰链与可视窗口的侧边铰接。
[0008]所述可视窗口上设置有用于固定钢化玻璃的栏板锁扣。
[0009]所述每个可视窗口内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封。
[0010]所述试验箱箱体的顶部设置有顶板，顶板上开设有入水口。
[0011 ] 一种注浆试验装置，包括所述试验箱，试验箱的顶部连接注浆机，动水注浆试验时，试验箱箱体的底部铺设有土工布，底板上的出水口通过管道和水栗连接至试验箱的顶部。
[0012]—种渗流试验装置，包括所述试验箱，试验箱的顶部设置有顶板，顶板与试验箱的顶部密封连接，顶板上开设有入水口，所述入水口通过导管连接至储水箱，储水箱连接外界供水，试验箱箱体的侧壁上开设有不同高度的测压孔，测压孔连接测压管。
[0013]所述储水箱上开设有溢流口，所述试验箱箱体的侧壁上开设有处于不同高度的三个测压孔，三个测压孔分别连接有测压管。
[0014]一种载荷试验装置，包括所述试验箱，试验箱上设置有承载板，承载板连接有液压装置，液压装置固定设置在龙门架上，试验时承载板与岩土体表层接触。
[0015]与现有技术相比，本发明的试验箱箱体内设若干层试验层，试验箱箱体的侧壁设置可视窗口，可视窗口内设置钢化玻璃，钢化玻璃和底板与试验箱箱体密封连接，试验时试件分层填埋在试验箱箱体内部，通过透明的钢化玻璃，能够观测注浆过程中地表起伏情况，注浆结束后分层开挖可直观检测注浆后的实际注浆效果;能够依据实际工程中地下水情况模拟动水条件下的浆液扩散情况，检验注浆效果。
[0016]进一步，钢化玻璃通过圆柱百页脱卸门轴铰链与可视窗口的侧边铰接，便于拆卸，采用栏板锁扣固定钢化玻璃，固定的更加牢靠，每个可视窗口内的两块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封，保证了试验时的密封环境。
[0017]本发明接近实际工程检验浆液对岩土体的加固效果，能够观测注浆过程中岩土体表面的起伏情况，确定浆液扩散半径，观察浆脉发展情况;增加密封的顶板后能够测定注浆前后岩土体渗透系数，钻孔取芯检测注浆前后岩土体力学性能，还可模拟动水条件下的浆液扩散情况。在整个试验过程中，采用龙门架能够轻松填筑岩土体和吊装、拆卸四周钢化玻璃，还能够借助龙门架实施荷载试验。
【附图说明】
[0018]图1为本发明试验箱箱体的结构示意图；
[0019]图2为本发明龙门架的结构示意图；
[0020]图3为本发明可视窗口的示意图；
[0021]图4为本发明的底板不意图；
[0022]图5为渗流试验装置的结构示意图；
[0023]图6为荷载试验装置的结构示意图；
[0024]其中，1试验箱，2龙门架纵向导轨，3可视窗口，4龙门架，5横向导轨，6导向轮，7圆柱百页脱卸门轴铰链，8栏板锁扣，9钢化玻璃，10测压孔，11底板，12出水口，13外界供水，14溢流口，15储水箱，16导管，17测压管，18岩土体表层，19承压板，20液压装置。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步的解释说明。
[0026]参见图1和图2，本发明的试验箱包括呈长方体的试验箱箱体I，试验箱箱体I内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体I的侧壁设置有若干个可视窗口 3，可视窗口 3上铰接有钢化玻璃9，试验时钢化玻璃9与可视窗口 3密封，试验箱箱体I的顶部设置有顶板、龙门架纵向导轨2和横向导轨5，龙门架纵向导轨2和横向导轨5连接龙门架4，龙门架4底部设置有导向轮6，优选地，参见图3，试验箱箱体I内自上而下设有四层试验层，每个可视窗口 3内设置四块上下拼接且相互密封的钢化玻璃，钢化玻璃9通过圆柱百页脱卸门轴铰链7与可视窗口 3的侧边铰接，可视窗口 3上设置有用于固定钢化玻璃9的栏板锁扣8，每个可视窗口 3内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封，参见图3，试验箱箱体I的底部设置有底板11，底板11上设置有若干个出水口 12，出水口 12上设置有阀门，试验箱箱体I的顶部设置有顶板，顶板上开设有入水口。
[0027]本发明的试验箱以一个长方体形的试验箱箱体I为基础，在试验箱箱体I四周设置可拆卸式钢化玻璃9，钢化玻璃9采用铁皮包边，由上至下分四层;每块铁皮包边的钢化玻璃9由圆柱百页脱卸门轴铰链7与可视窗口 3的立柱相连，左侧使用栏板锁扣8可将钢化玻璃9与立柱锁紧，最终使每块钢化玻璃达到不仅可向外打开拆卸，而且也可关闭锁紧的效果;试验箱箱体I顶部还设置有可拆卸式的密封顶板。
[0028]可拆卸的钢化玻璃作用:①用来观测注浆过程中岩土体表面的起伏情况;②注浆结束后，逐层拆卸钢化玻璃，开挖岩土体观测浆脉发展情况。
[0029]底板11钻若干出水口12并装上阀门，其作用:①测定注浆前后岩土体的渗透系数；②模拟动水条件下注浆效果。
[0030]试验箱上部设置一个龙门架纵向导轨2和龙门架4，龙门架纵向导轨2承载龙门架4，通过导向轮6使龙门架4在其上移动，龙门架的作用:①吊装、拆卸钢化玻璃，向试验箱中填土;②提供一个反力架，用于注浆前后岩土的荷载试验。
[0031]密封顶板的作用:与其它部件一起组成一个密闭环境，可模拟不同水头高度下岩土体渗透情况。
[0032]注浆试验装置包括没有顶板的试验箱，试验箱的顶部连接注浆机，动水注浆试验时，试验箱箱体I的底部铺设有土工布，底板11上的出水口 12通过管道和水栗连接至试验箱的顶部。
[0033]参见图5，渗流试验装置包括设置有顶板的试验箱箱体I，顶板与试验箱的顶部密封连接，顶板上开设有入水口，入水口通过导管16连接至储水箱15，储水箱15连接外界供水13，试验箱箱体I的侧壁上开设有不同高度的测压孔，测压孔连接测压管17。储水箱15上开设有溢流口 14，试验箱箱体I的侧壁上开设有处于不同高度的三个测压孔，三个测压孔分别连接有测压管。
[0034]参见图6，载荷试验装置包括没有顶板的试验箱，试验箱上设置有承载板19，承载板19连接有液压装置20，液压装置20固定设置在龙门架4上，试验时承载板19与岩土体表层18接触。
[0035]本发明的具体工作过程:
[0036]注浆试验:注浆试验进行之前，龙门架4置于试验箱箱体I的龙门架纵向导轨2上，关闭底板11的出水口 12，在试验箱四周装上钢化玻璃9，并做好密封工作，使用龙门架4将岩土体填入试验箱，分层装填、压实，并在指定位置预埋注浆管；
[0037]1.无动水条件下注浆试验:
[0038]①注浆试验之前记录地表位置；
[0039]②按试验设计注浆压力和注浆量向岩土体中采用单孔或多孔注入浆液；
[0040]③注浆结束后记录地表位置，并做好适当的保养工作；
[0041]④待浆液凝土后，逐层拆除钢化玻璃，拆除第一层钢化玻璃后，开挖这一层未胶结的岩土体，保留已胶结岩土体，然后拆除第二层钢化玻璃，开挖第二层未胶结土体；
[0042]⑤以注浆孔为圆心，统计浆液扩散半径，观察浆脉发展情况，拍照留存；
[0043]⑥拆除上部胶结体，用钻孔取芯机在试验箱下半部钻取若干试样，用于检测试样的抗压强度和渗透系数；
[0044]⑦继续拆卸第三、四层钢化玻璃，清除箱体内其余岩土体。
[0045]2.动水条件下注浆试验:
[0046]试验前在试验箱底部铺上一层土工布，在土工布上填土试验，注浆之前打开底板11的出水口 12，向试验箱顶层注入自来水，用水栗将从出水口 12中流出的水抽到试验箱顶层，待水流稳定后，按无动水条件下注浆试验中试验方案①?③步，待浆液凝固后，关闭水栗，实施④?⑦步。
[0047]渗透系数测定试验:
[0048]在试验箱内填完土后，盖上顶板，给试验箱提供一定常水头，打开底板的出水口阀门，待水流稳定后，测量其在一定时间内的渗流量，计算渗流系数;注浆后渗流系数测定过程同上。
[0049]荷载试验:
[0050]注浆前后土体，按规范要求，在岩土体上施加承载板19，液压装置20通过龙门架4提供反力作用，向承载板19施加一定荷载，施加前后记录承载板19位置，测定岩土体在该荷载下的竖向位移，从而完成荷载试验。
[0051]本发明接近实际工程检验浆液对岩土体的加固效果，如可观测注浆过程中岩土体表面的起伏情况，确定浆液扩散半径，观察浆脉发展情况，测定注浆前后岩土体渗透系数，钻孔取芯检测注浆前后岩土体力学性能，还可模拟动水条件下的浆液扩散情况。在整个试验过程中，使用的岩土量虽大，但设计的龙门架可做到轻松填筑岩土体和吊装、拆卸四周钢化玻璃，还可借助龙门架实施荷载试验。
【主权项】
1.一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，包括试验箱箱体(I)，试验箱箱体(I)内自上而下设有若干层试验层，试验箱箱体(I)的底部设置有底板(11 )，底板(I I)上设置有若干个出水口(12)，出水口(12)上设置有阀门，试验箱箱体(I)的侧壁设置有若干个可视窗口(3)，可视窗口(3)上铰接有钢化玻璃(9)，试验时钢化玻璃(9)与可视窗口(3)密封，试验箱箱体(I)的顶部设置有龙门架纵向导轨(2)和横向导轨(5)，龙门架纵向导轨(2)和横向导轨(5)连接龙门架(I)。2.根据权利要求书I所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述试验箱箱体(I)内自上而下设有四层试验层，每个可视窗口(3)内设置四块上下拼接且相互密封的钢化玻璃。3.根据权利要求书2所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述钢化玻璃(9)通过圆柱百页脱卸门轴铰链(7)与可视窗口(3)的侧边铰接。4.根据权利要求书3所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述可视窗口( 3)上设置有用于固定钢化玻璃(9)的栏板锁扣(8)。5.根据权利要求书4所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述每个可视窗口(3)内的四块钢化玻璃的内侧采用密封胶带密封。6.根据权利要求书5所述的一种三维可视化注浆效果试验箱，其特征在于，所述试验箱箱体(I)的顶部设置有顶板，顶板上开设有入水口。7.—种采用如权利要求1所述三维可视化注浆效果试验箱的注浆试验装置，其特征在于，包括所述试验箱，试验箱的顶部连接注浆机，动水注浆试验时，试验箱箱体(I)的底部铺设有土工布，底板(11)上的出水口(12)通过管道和水栗连接至试验箱的顶部。8.—种采用如权利要求1所述三维可视化注浆效果试验箱的渗流试验装置，其特征在于，包括所述试验箱，试验箱的顶部设置有顶板，顶板与试验箱的顶部密封连接，顶板上开设有入水口，所述入水口通过导管(16)连接至储水箱(15)，储水箱(15)连接外界供水(13)，试验箱箱体(I)的侧壁上开设有不同高度的测压孔(10)，测压孔(10)连接测压管(17)。9.根据权利要求8所述的渗流试验装置，其特征在于，所述储水箱(15)上开设有溢流口(14)，所述试验箱箱体(I)的侧壁上开设有处于不同高度的三个测压孔，三个测压孔分别连接有测压管。10.—种采用如权利要求1所述三维可视化注浆效果试验箱的载荷试验装置，其特征在于，包括所述试验箱，试验箱上设置有承载板(19)，承载板(19)连接有液压装置(20)，液压装置(20)固定设置在龙门架(4)上，试验时承载板(19)与岩土体表层(18)接触。
【文档编号】G01N3/12GK105866349SQ201610355370
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】杨晓华, 徐礼笑, 郑坤隆, 杨涵晞
【申请人】长安大学