[实用新型]一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置

说明书

本实用新型涉及隧道及地下工程渗透注浆过程中介质对浆液渗滤效应研究，尤其是一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置。装置包括：两端开口的透明的玻璃管，玻璃管上设有刻度，两端开口内设置橡胶塞，橡胶塞为中空内设通孔，通孔内穿入短钢管，一端的短钢管与注浆胶管连接，另一端与外部溢浆管连接；台架包括支腿、平台板、夹持钢板、垫块；平台板设置在支腿上；平台板上设置有若干组距离不同的螺栓孔，每两块夹持钢板为一组，夹持钢板与平台板上的螺栓孔通过螺栓连接，垫块垫设在所述平台板与玻璃管之间。本申请能够记录浆液渗透过程中的扩散距离、时间，并测试其渗滤效应下的粘度变化及结石体强度变化，安装使用方便，观察直观。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道及地下工程渗透注浆过程中介质对浆液渗滤效应研究，尤其是能直观展示浆液渗透过程，并且可以方便地检测渗滤效应下浆液粘度以及含量的空间变化的装置。

背景技术

渗滤效应广泛存在于岩土工程渗透注浆加固技术中。所谓注浆，是指通过液压、气压等方式，利用钻设注浆孔或预设装置将某些能够凝固的浆液注入到岩土体介质中，浆液通过充填、渗透、劈裂、压密等形式在其内部扩散，驱赶空隙介质中的空气和水等而替换之，通过岩土体自身密度增大及浆液的胶凝作用，使被注岩土体形成强度、抗渗性能、稳定性均得到大幅提高的新结构体。

根据浆液对土体的作用机理、注浆压力以及浆液的运动形式等，通常将注浆划分为渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆三种形式，其中，压密注浆是用较高的压力将浓度很大的水泥浆液灌入钻孔中，并在注浆处形成浆泡，浆泡挤压周围土体，导致土体密度增大，从而起到加固地层的作用。而劈裂注浆则是采用高压注浆工艺，将水泥或化学浆液注入地层，使土体发生剪切裂缝，浆液则沿裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方渗入，形成加固土体的网络或骨架。这两种注浆工法虽能有效加固地层，但会破坏土体骨架结构，导致土体发生明显变形。由于城市地下管线以及地面道路、建筑物众多，对地层不均匀沉降或隆起敏感，以上两种注浆工法显然并不适合应用在城市地下工程施工中。而渗透注浆是在不改变土体骨架的前提下，通过较小的注浆压力将水泥浆液或化学浆液注入地层中，浆液通过土体颗粒之间的孔隙进行渗透，最终形成具有一定强度的结石体，从而起到加固地层的目的。由于不破坏土体结构，渗透注浆工法广泛应用于城市地下工程中。

渗透注浆过程中，存在渗滤现象，或者渗滤效应，所谓渗滤，是指浆液通过砂土介质渗透过程中，介质中的砂土颗粒如同筛子一样会过滤掉浆液中的水，留置浆液中悬浮的水泥颗粒，导致水泥颗粒在介质浅层积聚，无法深入到土层内部，使渗透路径上的浆液粘度以及最终形成的结石体密度、强度等参数呈现空间变化的特点。

为研究这种变化，需要专门设计一套试验设备和试验方法。目前，国内研究渗滤效应，多是进行理论公式推导，并对其中某些物理参数进行假设，并没有专门的试验去研究渗滤效应下的相关物理量变化规律。经过研究，现设计的这套试验装置及试验方法，可以实现以上目标。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决以上问题，设计一种用于模拟隧道及地下工程渗透注浆过程中介质对浆液渗滤效应，尤其是能直观展示浆液渗透过程，并且可以方便地检测渗滤效应下浆液粘度以及抗压强度等物理量的空间变化的装置。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种渗透注浆渗滤效应研究的试验装置，包括：

两端开口的透明的玻璃管，该玻璃管用以盛装试验用的注浆砂土介质、作为一维渗透注浆路径；且在玻璃管上设有刻度，该刻度用以观察和记录注浆过程中浆液锋面的扩散距离，并通过记录渗透时间确定浆液锋面的扩散速度；玻璃管的两端开口内设置橡胶塞，该橡胶塞为中空结构、预留通孔，该橡胶塞用以封口；橡胶塞的通孔内穿入短钢管，且一端的短钢管与外部注浆胶管连接，用以于注浆，另一端的短钢管与外部溢浆管连接，用以于收集经过玻璃管渗滤后流出的浆液；