[发明专利]注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：包括浆液流动单元、浆液配置单元、浆液输送单元和数据采集单元；

所述浆液流动单元包括流动管道、浆液流动层、单一透水层、均匀吸水层、刻度尺；所述流动管道透明，所述流动管道上固定连接有沿其长度方向延伸的刻度尺；所述流动管道的内部从下到上依次铺设有沿其长度方向延伸的均匀吸水层、单一透水层和浆液流动层；

所述浆液配置单元能够配置注浆充填浆液；

所述浆液输送单元能够将所述浆液配置单元配置的注浆充填浆液输送到所述浆液流动层的起始端；

所述数据采集单元能够随时间的变化记录注浆充填浆液在所述浆液流动层中的扩散距离。

2.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述流动管道透明，所述流动管道上固定连接有沿其长度方向延伸的刻度尺；

所述数据采集单元包括湿度传感器、湿度采集系统、摄像机、影像采集系统；沿所述流动管道的长度方向每隔一定距离设有一个插进所述均匀吸水层中的湿度传感器；各湿度传感器分别连接所述湿度采集系统；所述摄像机对准所述流动管道；所述摄像机连接所述影像采集系统；

所述流动管道的一侧下部沿长度方向每隔一定距离设有一组传感器插孔，各湿度传感器的伸出柱分别通过所述传感器插孔插进所述均匀吸水层中。

3.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述浆液流动层、单一透水层均能够拆卸。

4.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述流动管道包括多个凹槽管道，所述凹槽管道上设有沿自身长度方向延伸且开口向上的凹槽，各凹槽管道沿所述流动管道的长度方向依次排列并相互连通，相邻凹槽管道的衔接端通过法兰固定连接；所述浆液流动单元还包括挡板，所述挡板封闭在所述流动管道的起始端，所述挡板的中心位置设有注浆孔，所述注浆孔的位置对应所述浆液流动层的起始端。

5.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述浆液流动层采用水泥灰、粗砂石、细砂石和水作为原料，细砂石粒径为1.6～4mm，粗砂石粒径为10～30mm。

6.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述单一透水层采用藻酸铜半透膜。

7.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述均匀吸水层采用彩石环氧通体透水材料。

8.如权利要求1所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述浆液配置单元包括固定支架、储浆器、搅拌机、搅拌机调速器，所述储浆器安装在所述固定支架上，所述搅拌机能够在所述储浆器的内部进行搅拌，所述搅拌机调速器连接所述搅拌机。

9.如权利要求8所述的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，其特征在于：所述浆液输送单元包括固定套管夹、注浆管道、注浆泵；所述注浆管道的一端伸入所述储浆器的内部，另一端伸入所述流动管道的内部，所述注浆管道通过所述固定套管夹固定连接在所述储浆器的内壁上；所述注浆泵安装在所述注浆管道的中部，所述注浆泵采用蠕动泵。

10.一种注浆充填浆液扩散距离模拟实验方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述注的注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置，包括以下步骤：

步骤a，浆液配置单元配置注浆充填浆液；

步骤b，浆液输送单元将浆液配置单元配置的注浆充填浆液恒流量泵入浆液流动层的起始端；

步骤c，数据采集单元每隔一定时间记录一次浆液扩散距离，得到扩散时间与浆液扩散距离的函数关系；

步骤d，实验完毕后，拆卸浆液流动层和单一透水层，对所述注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置进行清洗；

步骤e，待所述注浆充填浆液扩散距离模拟实验装置晾干后，更换新的单一透水层并重新浇筑另一种配比的浆液流动层，重复下一组次的注浆实验。