[实用新型]饱和粉细砂层诱导注浆实验模型

说明书

饱和粉细砂层诱导注浆实验模型，属于地基与岩土工程研究领域。实验模型包括：模型系统、注浆控制系统、负压诱导系统、智能监测系统四部分组成；提出了诱导注浆的原理；本发明通过改变压力、注浆方式、注浆时间、砂层结构和浆液成份等条件，来监测不同孔隙度、水压、流速、时间、稠度和在不同动水流态条件下浆液扩散规律，研究注浆过程中监测浆液扩散、流速变化、渗压分布和能量损耗等相关信息。本发明是对在饱和沙土地基，通过负压诱导的方式，可以定向注浆和定向加固地基，加固地基的范围和效果可以根据工程的需要，根据诱导注浆原理来实现。

技术领域：

本实用新型涉及一种地基注浆加固处理技术，适用于地铁等地下工程饱和砂土地基加固与止水，属于地基与岩土工程研究领域。

背景技术：

粉砂细层是指粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50％，且粒径大于0.25mm的颗粒质量小于总质量50％的砂土地层，属第四纪时期所形成的松散沉积物，分布十分广泛。

粉砂细天然状态下，胶结性差，结构松散，承载力较低，在自重的作用下即可被压密，粉细砂层的密度随埋深增大而变大，粉细砂属中等透水性地层，其渗透系数为6×10⁴～6×10³cm/s，粉细砂不均匀系数一般不大于5。

饱和粉细砂位于潜水位以下，饱含水，渗透破坏形式主要为流土，随后发生流砂现象，破坏滑移时往往是瞬间的，难于控制。

随着地下空间的大量开发和利用，地铁等大量地下工程穿越饱和粉细砂层，施工过程中易产生坍塌，涌沙等灾害，对其进行行预加固处理是十分必要的。

注浆是对软弱地层加固的常用手段，国内外学者进行了大量的工程试验和理论研究，通过造孔，将注浆浆液注入围岩中，在一定注浆压力使浆液向围岩的裂隙扩散，使岩体形成一个加固带(注浆帷幕)，提高岩体的整体性、增强围岩强度的一种技术。

饱和粉细层渗透性与可注性极差，采用常规注浆技术不能使浆液渗入地层，形成有效地加固体，长期以来虽然提出了大量的注浆理论，进行了大量的现场试验，但注浆效果极差，开展饱和粉细层注浆实验研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

实用新型内容

本实用新型为饱和粉细砂层诱导注浆实验模型及实验方法，根据散体力学，连续介质力学和流体力学理论，依据功能原理、势能原理和叠加原理等，提出诱导注浆原理(诱导劈裂条件和可注条件)，采用现场智能检测方法和数学计算方法设计了饱和粉细砂层诱导注浆实验模型和实验方法。

本实用新型饱和粉细砂层诱导注浆实验模型包括：模型系统(1)、注浆控制系统(2)、负压诱导控制系统(3)、智能监测系统(4)四部分组成；各个系统的组成如下：

其中模型系统(1)包括模型槽(1.1)和位于模型槽内的试验土体(1.2)；

所述模型槽(1.1)包括：有机玻璃材质的模型槽板(1.1.1)，模型槽加固条型钢(1.1.2)和橡胶密封垫(1.1.3)；

所述试验土体(1.2)自下而上依次包括：粉细沙层(1.2.3)，黏土止水层(1.2.2)和土工膜(1.2.1)；

其中注浆系统(2)包括依次连接的注浆泵(2.1)、注浆压力控制器(2.2)、加压箱(2.3)、注浆控制阀(2.6)，采用金属注浆管(2.4)连接，金属注浆管(2.4)最后连接的预埋注浆管(2.5)伸入到试验土体(1.2)内；

其中负压诱导控制系统(3)包括依次连接的负压泵(3.1)、负压诱导排水负压力控制器(3.2)、抽水控制阀(3.5)，采用金属排水管(3.3)连接，最后连接预埋负压管(3.4)伸入到试验土体(1.2)内；可以采用多个抽水控制阀(3.5)并联，每个并联管路最后各连接一个预埋负压管(3.4)伸入到试验土体(1.2)内和抽水控制阀(3.5)；