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原文传递三维注浆扩散机理试验装置及试验方法

专利名称：	三维注浆扩散机理试验装置及试验方法
摘要：	本发明提供一种三维注浆扩散机理试验装置及试验方法，试验装置包括注浆机、进浆管、试验腔体、出浆管和数据采集仪，其中，所述试验腔体的两端分别设置有进浆口盖板和出浆口盖板，所述进浆管穿过所述进浆口盖板并延伸至所述试验腔体内，所述出浆管穿过所述出浆口盖板并与所述试验腔体连通；所述试验腔体内填充试验材料，所述试验材料为待被注浆的材料；所述注浆机与所述进浆管连通并能够向所述试验腔体内注入浆液；所述试验腔体内设置有若干温度测点，每个所述温度测点上均设置有温度测量装置。利用该试验装置进行试验的方法能够实现对注浆进行模拟并生成三维图形，得到浆液的扩散状况及扩散的动态过程。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽理工大学
发明人：	荣传新;董艳宾;谢春鹏;杨凡;王彬;高子璐;孙世成;尹建辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910538685.8
公开号：	CN110186814A
代理机构：	北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘春成;徐丽娜
分类号：	G01N13/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	230601 安徽省淮南市田家庵区舜耕中路168号
主权项：	1.一种三维注浆扩散机理试验装置，其特征在于，包括注浆机、进浆管、试验腔体、出浆管和数据采集仪，其中，所述试验腔体的两端分别设置有进浆口盖板和出浆口盖板，所述进浆管穿过所述进浆口盖板并延伸至所述试验腔体内，所述出浆管穿过所述出浆口盖板并与所述试验腔体连通；所述试验腔体内填充试验材料，所述试验材料为待被注浆的材料；所述注浆机与所述进浆管连通并能够向所述试验腔体内注入浆液；所述试验腔体内设置有若干温度测点，每个所述温度测点上均设置有温度测量装置，所述温度测量装置通过数据采集线与所述数据采集仪连接，所述数据采集仪能够实时采集所述温度测点的温度。 2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验材料为石子、煤、砂子中的一种；优选地，所述试验材料的粒径均匀。 3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述进浆管上设置有压力表；所述进浆口盖板、所述试验腔体的侧壁和所述出浆口盖板通过螺杆连接并使所述试验腔体形成密闭空间；优选地，所述螺杆设置有四根，四根所述螺杆在所述试验腔体的侧壁上均匀分布。 4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述进浆口盖板和所述试验腔体的侧壁之间、所述出浆口盖板和所述试验腔体的侧壁之间均设置有密封橡胶圈。 5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述温度测量装置为康铜-铜热电偶。 6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述进浆管设置在所述进浆口盖板的中心位置处，所述出浆管设置在所述出浆口盖板的中心位置处；优选地，所述试验腔体为圆柱体，所述试验腔体的半径为R，所述进浆管位于所述试验腔体内的长度为a，所述出浆管在所述试验腔体内的管口与所述出浆口盖板的内侧平齐，所述进浆管在所述试验腔体内的管口与所述出浆管在所述试验腔体内的管口之间的距离为b，R、a和b满足公式R＝a>0.8b。 7.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，在所述试验腔体内同一竖向截面上设置有多个环向测点布置环并形成测试面，多个所述环向测点布置环以同心圆设置，每个所述环向测点布置环上均设置有若干个所述温度测点，同一竖向截面上的多个所述环向测点布置环通过径向测网连接杆连接；多个所述测试面沿所述试验腔体的轴向依次设置形成空间测量网络，多个所述测试面通过轴线测网连接杆连接。 8.根据权利要求7所述的试验装置，其特征在于，同一竖向截面上的两个相邻的所述环向测点布置环之间的距离为50～80mm；所述环向测点布置环上的所述温度测点等距分布，两个相邻的所述温度测点之间的距离为50～80mm；两个相邻的所述测试面之间的距离为80～100mm。 9.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述试验材料的粒径在4.75～10.00mm之间。 10.利用权利要求1至9中任一项所述的试验装置进行试验的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)将多个环向测点布置环以同心圆的方式形成测试面，将多个测试面依次设置形成空间测量网络，在空间测量网络内的温度测点上设置温度测量装置； 2)将空间测量网络固定至试验腔体内并通过数据采集线与数据采集仪连接，然后将进浆口盖板与试验腔体连接； 3)利用试验材料填充试验腔体，将出浆口盖板与试验腔体连接，通过螺杆对进浆口盖板和出浆口盖板进行固定； 4)将进浆管安装至进浆口盖板上并使进浆管的一端深入试验腔体内，在进浆管上安装压力表，将注浆机、注浆管和进浆管依次连接； 5)打开注浆机开始注浆，利用数据采集仪对温度测点的温度进行采集，当有浆液从出浆管流出时停止注浆； 6)对测量数据进行分析，选取注浆时间段内的某一时刻，根据温度测点的温度和温度测点的位置数据绘制三维图形，三维图形的表面即为浆液扩散边缘，从而获得扩散状况，进而研究扩散机理； 7)选取注浆时间段内多个时间点并重复步骤6)，得到多个三维图形，进而能够获得浆液扩散的动态过程； 8)待浆液稳定固结后打开试验腔体，清除未含浆液的试验材料，即可得到浆液扩散的最终形状，对注浆区域进行钻芯取样，取样结果可用于研究注浆的力学特性等其他参数。
所属类别：	发明专利