[发明专利]一种加固松散砾石土的渗透注浆试验系统及方法

权利要求书

1.加固松散砾石土地层的渗透注浆试验系统的试验方法，其特征在于，加固松散砾石土地层的渗透注浆试验系统，包括注浆供压装置、注浆流体储存装置、注浆试验箱体、注浆参数监测装置，注浆供压装置的出口端通过输压管道与注浆流体储存装置顶端中心的通气孔连通，注浆流体储存装置侧面底部的出浆孔通过输液管道与注浆试验箱体的注浆管连通，注浆管垂直设置在注浆试验箱体顶壁的中心并向下延伸至注浆试验箱体内；

注浆供压装置包括动力装置、压力调节阀、减压器，压力调节阀、减压器安设在动力装置的出口端，减压器通过输压管道与注浆流体储存装置顶端的通气孔连通，输压管道上设置有气体调节开关；

注浆流体储存装置设置在电子天平上，注浆流体储存装置侧壁上竖直设置有刻度表，注浆流体储存装置的顶部还设置有压力表、添加流体孔；

输液管道上设置有液体调节开关且液体调节开关位于注浆流体储存装置底部的出浆孔端；

注浆试验箱体设置在钢支架底座上，注浆试验箱体为钢化玻璃箱体结构，注浆试验箱体的侧壁设置有集线孔，集线孔内设置有数据传输线，注浆试验箱体内均匀设置有渗压计-温度传感器对；

注浆参数监测装置包括刻度表、电子天平、渗压计、温度传感器、数据自动采集器、高清数码相机；高清数码相机设置在注浆流体储存装置、注浆试验箱体的前方，数据自动采集器通过集线孔内的数据传输线与渗压计-温度传感器对连接；

试验具体步骤如下：

（1）依据注浆压力、注浆流体流变性、松散砾石土地层的基本力学性质参数设计渗透注浆试验方案，其中试验方案为渗透注浆正交试验方案或渗透注浆均匀试验方案；

（2）根据野外实际、步骤（1）所得渗透注浆试验方案的松散砾石土颗粒级配、含水量来配制松散砾石土体；

（3）根据野外实际或步骤（1）所得渗透注浆试验方案的松散砾石土地层密度，设计在注浆试验箱体中每组试验需要铺设的松散砾石土体理论质量与每层应铺设的理论质量；

（4）根据步骤（3）设计的在注浆试验箱体中每组试验需要铺设的松散砾石土体理论质量与每层应铺设的理论质量，将步骤（2）中的松散砾石土体分层铺设至注浆试验箱体中并夯实，再在每层松散砾石土体中埋设注浆管、渗压计-温度传感器对；

（5）检测注浆流体储存装置的密封性，将输压管道连通注浆流体储存装置与注浆供压装置，密封添加流体孔，关闭液体调节开关，打开气体调节开关，待压力表上有压力值后关闭气体调节开关，静置10分钟以上，如压力表上的压力值不发生变化，则达到注浆流体储存装置的密封性要求；

（6）根据步骤（1）试验方法中设计的注浆流体水灰比配制注浆流体，并将注浆流体灌入步骤（5）检测完密封性的注浆流体储存装置中，密封添加流体孔；

（7）打开数据自动采集器与高清数码相机，关闭液体调节开关，打开气体调节开关，调节压力调节阀与减压器至压力值到达设计实验的注浆压力值后打开液体调节开关，开始注浆，即可观察注浆流体在松散砾石土地层中的流动、分布与扩散情况；注浆流体储存装置中注浆流体注完或压力表、电子天平与注浆流体储存装置的流体刻度线在5分钟内均不发生变化时即注浆实验结束，关闭数据自动采集器与高清数码相机，清洗注浆流体储存装置与压力表；

（8）步骤（7）中注浆试验结束2天以上，拆开注浆试验箱体，将注浆试验箱体未固结的松散砾石土挖开，测量结石体三维方向扩散尺寸，清洗注浆试验箱体。

2.根据权利要求1所述加固松散砾石土地层的渗透注浆试验系统的试验方法，其特征在于：注浆流体储存装置为中空圆柱形钢化玻璃箱体，直径为120~230 cm，高度为150~300cm。

3.根据权利要求1所述的加固松散砾石土地层的渗透注浆试验系统的试验方法，其特征在于：注浆试验箱体为正立方体钢化玻璃箱体结构，边长为150~300 cm；箱体底壁和侧壁均为钢化玻璃板，箱体侧壁的钢化玻璃板通过立式角钢支架、横式角钢支架、高强螺栓固定连接，箱体底壁的钢化玻璃板通过横式角钢支架、钢筋肋条、高强螺栓与侧壁的钢化玻璃板固定连接且钢筋肋条设置在箱体底壁的钢化玻璃板的下方，钢化玻璃板间的接缝处设置有橡胶密封条，钢化玻璃箱体4个侧壁均竖直设置有相同间距的刻度线，间距为10~20cm。

4.根据权利要求1所述的加固松散砾石土地层的渗透注浆试验系统的试验方法，其特征在于：注浆试验箱体内壁设置有密封塑料膜。

5.根据权利要求1所述的加固松散砾石土地层的渗透注浆试验系统的试验方法，其特征在于：动力装置为氮气瓶或空气压缩机，注浆管可为球形渗透注浆管、柱形渗透注浆管或柱-半球形渗透注浆管。