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原文传递一种稳压模拟注浆试验装置及其应用方法

专利名称：	一种稳压模拟注浆试验装置及其应用方法
摘要：	本发明公开了一种稳压模拟注浆试验装置及其应用方法，解决了现有注浆试验不能重复模拟多种工况、注浆压力难以控制等技术问题。本发明包括储浆注浆罐，储浆注浆罐通过第一导管连接有空气压缩机，第一导管上设置有调压阀，储浆注浆罐通过第二导管连接有试样模具，第二导管上设置有出浆口阀门，试样模具为可视化压力渗透试样模具或可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具。本方法可实现试验室内被注浆介质从压密到劈裂注浆注浆过程，可监测结构层间顶部压力和扩散半径的变化规律，同时也实现了注浆过程的可视化及注浆压力和注浆量的可控化，操作简单，试验结果容易量化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	郑州大学
发明人：	乐金朝;庞冠洪;孙杨;张献平;苏陈诚;彭荣贵;职子涵;李文杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910339211.0
公开号：	CN109959775A
代理机构：	郑州优盾知识产权代理有限公司
代理人：	孙诗雨
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	450001 河南省郑州市高新区科学大道100号
主权项：	1.一种稳压模拟注浆试验装置，包括储浆注浆罐（2），其特征在于：所述储浆注浆罐（2）通过第一导管（1-1）连接有空气压缩机（1），所述第一导管（1-1）上设置有调压阀（1-2），储浆注浆罐（2）通过第二导管（2-1）连接有试样模具，第二导管（2-1）上设置有出浆口阀门（2-2），试样模具为可视化压力渗透试样模具（3）或可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4），可视化压力渗透试样模具（3）和可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4）为密封的PMMA管（3-6）或金属圆筒。 2.根据权利要求1所述的稳压模拟注浆试验装置，其特征在于：所述第一导管（1-1）上设置有三通泄压阀（1-3），三通泄压阀（1-3）包括连通空气压缩机（1）与储浆注浆罐（2）的连接通道及与连接通道相连的泄气通道，泄气通道上设置有泄气开关（1-4）。 3.根据权利要求2所述的稳压模拟注浆试验装置，其特征在于：所述可视化压力渗透试样模具（3）与出浆口阀门（2-2）之间的第二导管（2-1）上设置有浆液电磁流量计（2-3）。 4.根据权利要求1-3任一项所述的稳压模拟注浆试验装置，其特征在于：所述可视化压力渗透试样模具（3）包括连接在PMMA管（3-6）上端或金属圆筒上端的上密封法兰（3-1）及连接在PMMA管（3-6）下端或金属圆筒下端的下密封法兰（3-2），上密封法兰（3-1）和下密封法兰（3-2）通过第一螺杆组件（3-5）加固连接，上密封法兰（3-1）和下密封法兰（3-2）均开设有中心通孔，中心通孔内插设有与所述第二导管（2-1）可拆卸连接的第一进浆导管（3-3），第一进浆导管（3-3）上设置有第一进浆口阀门（3-4）。 5.根据权利要求1-3任一项所述的稳压模拟注浆试验装置，其特征在于：所述可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4）包括金属圆筒（4-1）及密封在金属圆筒（4-1）顶端的PMMA板（4-2），PMMA板（4-2）通过第二螺杆组件（4-7）加固连接在金属圆筒（4-1）的顶端，PMMA板（4-2）开设置有中心孔，中心孔内插设有与所述第二导管（2-1）可拆卸连接的第二进浆导管（4-3），第二进浆导管（4-3）上设置有第二进浆口阀门（4-4）。 6.根据权利要求5所述的稳压模拟注浆试验装置，其特征在于：所述金属圆筒（4-1）内设置有压力传感器（4-5），金属圆筒（4-1）的外部设置有与压力传感器（4-5）相连的信号采集仪（4-6）。 7.根据权利要求4所述的稳压模拟注浆试验装置的应用方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将第二导管（2-1）与可视化压力渗透试样模具（3）的上密封法兰（3-1）上的第一进浆导管（3-3）相连接，关闭调压阀（1-1）、浆液电磁流量计（2-3）、出浆口阀门（2-2）、三通泄压阀（1-3）、第一进浆口阀门（3-4），启动空气压缩机（1）使气压达到试验压力之上；步骤2：调节调压阀（1-2），使储浆注浆罐（2）内气体压力达到试验所需内压；步骤3：打开步骤1中的三通泄压阀（1-3）、浆液电磁流量计（2-3）、出浆口阀门（2-2）、第一进浆口阀门（3-4），浆液在步骤2所述的试验压力下持续注入可视化压力渗透试样模具（3）中；步骤4：待浆液电磁流量计（2-3）的瞬时流量值为0时或调压阀（1-2）显示数据与空气压缩机（1）显示数据一致时，系统达到气压平衡，此时注浆结束，依次关闭空气压缩机（1）、出浆口阀门（2-2）、浆液电磁流量计（2-3）、第一进浆口阀门（3-4）；步骤5：拆卸进行步骤4操作后的可视化压力渗透试样模具（3），拆卸前打开三通泄压阀（1-3）进行泄压，待系统重新平衡。 8.根据权利要求7所述的稳压模拟注浆试验装置的应用方法，其特征在于：所述步骤5具体为：步骤5.1：在保证储浆注浆罐（2）中浆液量足够的前提下，待所述步骤4注浆完成后，逐个拆卸各个系统组件且清洗干净待下次使用，其中可视化压力渗透试样模具（3）不拆除；步骤5.2：待所述步骤4中注浆完成后的浆液终凝后，打开可视化压力渗透试样模具（3），测量在不同压力和流量下被注浆介质的结核形态和浆液在结构层间的扩散半径、渗透形式及浆脉的发育形态；步骤5.3：步骤5.2的数据统计完毕后，清洗试验组件，以待后续试验使用。 9.根据权利要求7或8所述的稳压模拟注浆试验装置的应用方法，其特征在于：所述步骤1中第二导管（2-1）与第一进浆导管（3-3）的连接形式包括三种：第一种为劈裂注浆连接形式，劈裂注浆过程中第二导管（2-1）与上密封法兰（3-1）上的第一进浆导管（3-3）相连，下密封法兰（3-2）连接的第一进浆口阀门（3-4）处于打开状态；第二种为压力渗透注浆连接形式，压力渗透注浆过程中第二导管（2-1）与上密封法兰（3-1）上的第一进浆导管（3-3）相连，下密封法兰（3-2）连接的第一进浆口阀门（3-4）处于关闭状态；第三种为松散材料注浆试件成型过程连接形式，松散材料注浆试件成型过程中第二导管（2-1）与下密封法兰（3-2）上的第一进浆导管（3-3）相连，上密封法兰（3-1）连接的第一进浆口阀门（3-4）开关先打开，待浆液从与上密封法兰（3-1）连接第一进浆口阀门（3-4）稳定流出后将其关闭。 10.根据权利要求6所述的稳压模拟注浆试验装置的应用方法，其特征在于包括以下步骤：步骤6：将第二导管（2-1）与可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4）上的第二进浆导管（4-3）相连接，关闭调压阀（1-1）、浆液电磁流量计（2-3）、出浆口阀门（2-2）、三通泄压阀（1-3）、第二进浆口阀门（4-4），启动空气压缩机（1）使气压达到试验压力之上，保证压缩机内压充足；步骤7：调节调压阀（1-2），使储浆注浆罐（2）内气体压力达到试验所需内压；步骤8：打开步骤6中的三通泄压阀（1-3）、浆液电磁流量计（2-3）、出浆口阀门（2-2）、第二进浆口阀门（4-4），浆液在步骤2所述的试验压力下持续注入可视化压力渗透试样模具（3）中；步骤9：待浆液电磁流量计（2-3）的瞬时流量值为0时或调压阀（1-2）显示数据与空气压缩机（1）显示数据一致时，系统达到气压平衡，此时注浆结束，依次关闭空气压缩机（1）、出浆口阀门（2-2）、浆液电磁流量计（2-3）、第二进浆口阀门（4-4）；试验过程中，记录在给定压力下浆液电磁流量计（2-3）浆液流量的变化及压力采集仪（4-6）采集数据的变化；步骤10：拆卸进行步骤9操作后的可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4），为保证试验安全，拆卸前打开三通泄压阀（1-3）进行泄压，待系统重新平衡；所述步骤10具体为：步骤10.1：在保证储浆注浆罐（2）中浆液量足够的前提下，待所述步骤4注浆完成后，逐个拆卸各个系统组件且清洗干净待下次使用，其中可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4）不拆除；步骤10.2：待所述步骤4中注浆完成后的浆液终凝后，打开可视化浆液扩散半径及实时介质压力检测试样模具（4），测量在不同压力和流量下被注浆介质的结核形态和浆液在结构层间的扩散半径、渗透形式及浆脉的发育形态；步骤10.3：步骤5.2的数据统计完毕后，清洗试验组件，以待后续试验使用。
所属类别：	发明专利