[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

说明书

本发明涉及一种加固松散砾石土的渗透注浆试验系统及方法，属于岩石工程技术领域。该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。本发明的试验系统可实现野外实际不同松散砾石土地层的球形、柱形与柱‑半球形形式的整个渗透注浆过程的模拟，可实时监测注浆流体储存装置中注浆流体质量、体积与密度的动态变化特征，探索整个注浆过程的渗透压力场与温度场的时空变化规律。

技术领域

本发明涉及一种加固松散砾石土的渗透注浆试验系统及方法，属于岩石工程技术领域。

背景技术

注浆技术是治理目前松散砾石土地层诱发地质灾害的有效技术手段。渗透注浆是注浆领域中被人们最早使用的一种岩土施工技术，早在1802年，法国土木工程师CharlesBerlghy就将其应用到修理Dieppe冲刷闸工程上。因它在注浆过程中对被注介质或材料的扰动影响较小，所以在建筑、公路、铁路、地铁、矿山、隧道、水电与军事等工程领域得到了非常广泛地应用，并取得了良好的治理效果。

目前，国内外学者对松散砾石土工程性质变化规律、其引发起动的自然灾害与在土石坝及工程防渗墙领域运用等方面开展了较深入的探索，取得了较多对实际工程有用的成果；然而，但对采用注浆技术加固松散砾石土地层以提高其防渗与承载能力领域的系统探索与研究并不多，及其缺乏有效的注浆理论指导，仅少量学者采用室内简易注浆模拟试验装置开展试验探讨了在砾石土层中进行渗透注浆的注浆量、浆液扩散半径及形成结石体抗压强度等参数预测模型。但是，这些研究存在以下问题：（1）由于受到室内简易注浆模拟试验装置尺寸的限制，采用的被注介质与野外真实的松散砾石土地层具有较大的差异，由此限制了这些研究成果在实际松散砾石土地层防渗工程实践中的应用；（2）不能反映整个注浆过程的储浆容器中注浆流体质量、体积与密度等的变化规律；（3）无法直接观察注浆流体在松散砾石土层中的实际渗透扩散规律；（4）无法探索在注浆整个过程中，渗透压力的时空变化规律，即，渗透压力随注浆时间与空间的定量变化特征；（5）不能监测注浆过程对被注介质温度的影响；（6）试验研究的注浆流体在被注介质中的渗透扩散形式单一，不能真实反映浆液在松散砾石土地层中渗透注浆的复杂扩散形式。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种加固松散砾石土的渗透注浆试验系统及方法，利用本发明的试验系统可实现野外实际不同松散砾石土地层的球形、柱形与柱-半球形形式的整个渗透注浆过程的模拟，不仅能实时监测注浆流体储存装置中注浆流体质量、体积与密度的动态变化特征；而且可探索整个注浆过程对渗透压力场与温度场的时空变化规律；本发明试验系统结构简单、制作容易、方便安装与拆卸、灵活性好、绿色环保、低能耗、可多次循环重复使用、费用低廉与使用可靠。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种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；添加流体孔在开展试验整个过程中由钢化玻璃塞与密封胶带完全密封；

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；