[发明专利]一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置及其试验方法

权利要求书

1.一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：包括注浆容器，所述注浆容器内部设有若干个用以盛放不同粒径岩粒的、并模拟注浆过程的试验模具，所述试验模具的顶部和底部分别通过上挡撑和下挡撑固定在所述注浆容器内部；在所述注浆容器内部，所述上挡撑以上形成用以充填注浆材料的密闭的上腔，所述下挡撑以下形成用以盛放从所述试验模具渗出的浆液的下腔；所述试验模具的顶部和底部设有若干连通所述上腔和所述下腔的注浆孔；所述注浆容器的顶部设有用以给所述上腔提供注浆压力的加压装置；所述加压装置和所述试验模具内设有传感装置；所述加压装置和所述传感装置与动态监测控制系统连接；所述动态监测控制系统通过所述传感装置对注浆压力进行实时监测控制以使注浆压力保持稳定，通过所述传感装置获取的信息为后期研究提供数据支持。

2.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：所述试验模具为圆柱体，材质为钢化玻璃；所述模具体由两个半圆柱体通过上盖和下盖拼装而成；所述上盖和下盖与模具体的接触面为斜面；所述上盖和下盖外侧设有用于方便扳手着力的卡槽；所述上盖和下盖上均设有直径2-5mm的注浆孔；所述下盖设有密封圈。

3.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：所述注浆容器为圆桶形，材质为钢化玻璃，设有可拆卸的顶盖和底盖；所述注浆容器的上腔用于盛放不同水灰比的注浆材料浆液和设置不同的注浆压力，向所述的试件模具中注入浆液。

4.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：在所述上挡撑和所述下挡撑上，设有与所述试件模具对应的开槽，所述试验模具置于所述开槽中，并由密封圈密闭；所述开槽中设有使所有所述注浆孔露出的开口。

5.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：所述下腔的侧壁下端设有截止阀；所述加压装置为高压氧气加压器；当从下往上注浆时，所述上腔内设有密封良好的活塞。

6.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：所述传感装置包括压力传感器、渗压传感器和流速传感器；所述压力传感器布设于所述加压装置输气管端部，所述渗压传感器和所述流速传感器布设于所述试件模具的内部。

7.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：所述动态监测控制系统包括数据处理系统和动作装置；所述数据处理系统用于对所述传感装置传输的数据进行分析和数据图像的绘制；所述动作装置包括指令接收器、气体流量调节器、加压阀和泄压阀，所述指令接收器接收所述数据处理系统传来的动作指令，通过所述气体流量调节器调整所述加压阀和泄压阀中阀芯的开关来改变加压或者泄压状态，通过对阀芯的控制改变气体通道的截面积，来控制升压或者降压的速度。

8.根据权利要求7所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置，其特征在于：所述数据处理系统接收压力传感器传来的注浆压力，并与预先设定值进行对比后向动作装置发出动作指令，来调节注浆压力大小；所述数据处理系统接收渗压传感器和流量传感器传来的试件内的渗透压力和渗透流量，并与预先设定值进行对比，来决定注浆过程是否结束。

9.一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.将试验材料装入试件模具，并固定于两挡撑之间，将注浆容器注满浆液并密封；

B.将高压氧气加压器的输压管与注浆容器上盖的加压孔连接，对注浆容器进行加压；

C.压力传感器实时采集加压过程中压力数据，并将其反馈给数据处理系统，数据处理系统接收压力传感器传来的注浆压力数据，并与预先设定值进行对比后向动作装置发出动作指令，来调节注浆压力大小；

D.当数据处理系统接收的渗压传感器和流速传感器传来的试件岩体渗透压力和渗透流量达到设定的标准，注浆过程结束。

10.根据权利要求1所述的一种破碎围岩注浆加固动态感应模拟装置的试验方法，其特征在于：步骤A中，当从上往下注浆时，先将上腔注满浆液，然后加压，下腔作为排出空气和渗下浆液的盛放容器；当从下往上注浆时，先将上腔注满浆液，并安装活塞，安装上盖并拧紧螺丝，再将容器翻转180度，然后向上腔加压，高压空气推动活塞给活塞上部液体加压。