[发明专利]一种三维可视化多功能注浆试验模型装置

说明书

本发明提供一种三维可视化多功能注浆实验模型装置，包括实验舱架，所述的实验舱架是由顶盖、顶盖密封圈、钢化玻璃箱体、注浆管、底板、底板密封圈、底部支架、底部抽条组装而成的类长方体。顶盖、箱体、底板是通过高强螺栓连接，顶盖为钢材，箱体和底板材质为钢化玻璃，通过透明的钢化玻璃有利于动态观察注浆时浆液的扩散情况。顶盖中央预留注水管，箱体前侧面有注浆管。本发明用于模拟在无水、静水、流动水及高压水环境下注浆，并且该注浆装置创新设计有底部抽条，可根据实验需要，逐步抽取抽条，进而分析在注浆前后地层稳定性变化情况。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种三维可视化多功能注浆试验模型装置。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的迅速发展，城市地下空间的开发和利用越来越受到重视，越来越多的城市规划和修建大量的地下铁道、市政隧道、地下车站等地下工程设施，在我国大多数城市地下工程中，会遇到底层颗粒物质松散，突水突泥等情况，从而导致开挖后围岩失稳。注浆便是将一定材料配制成浆液，用压送设备灌入地层或者缝隙内使其扩散、凝胶或者固化，以达到加固地层或防渗堵漏的目的。

由于现场注浆实验成本高，并且实验复杂，不易开展，所以各国学者通过室内模型实验进行注浆理论的研究工作。但现有的注浆实验模型装置依旧存在大量不足，实际的注浆工程均是在高压水或者流动的地下水环境中进行，而现有的装置大多仅能单一模拟在静水或者无水条件下进行注浆实验，因此现有的实验装置无法满足实际工程中的注浆试验工况。并且现有注浆装置无法开展注浆前后隧道围岩稳定性相关试验。

实际的注浆过程中，不同的地下水环境对注浆浆液扩散过程有显著影响。在高压水或者流动的地下水环境下注浆浆液容易被稀释，并被水流带走，而在无水条件下则不存在这个问题；高压水条件下还需考虑注浆压力参数对注浆效果的影响。因此如果不设置高压水、流动水条件下的注浆实验，则无法研究浆液在高压水和流动水工况下的扩散情况、注浆压力参数和注浆效果，进而无法对实际工程中的注浆参数进行优化。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种三维可视化多功能注浆试验模型装置，用于模拟在无水、静水、流动水及高压水环境下注浆并且该注浆装置创新性的设置有抽条，可根据实验需要，逐步抽取抽条，进而分析在注浆前后底层稳定变化情况。

本发明采用如下技术方案：

一种三维可视化多功注浆实验模型装置，包括以下步骤：

一种三维可视化多功能注浆实验模型装置，包括实验舱架是由顶盖、顶盖密封圈、钢化玻璃箱体、注浆管、底板、底板密封圈、底部支架、抽条组装而成。

顶盖、箱体、底板是通过高强螺栓连接、顶盖为钢材，箱体和底板材质为钢化玻璃，通过透明的钢化玻璃有利于动态观察注浆时浆液的扩散情况，顶盖中央设置有注水管，箱体前侧面有注浆管。

钢化玻璃顶盖中间预留注水管，是模拟在有水条件下(静水、流动、高压水)时，可向钢化玻璃箱体内注水，顶盖四周有螺栓孔，顶盖密封圈嵌入顶盖，通过顶盖密封圈与钢化玻璃箱体进行密封，钢化玻璃箱体与活动式顶盖通过高强螺栓连接。

钢化玻璃箱体上开口外沿设置有螺栓孔，正立面设置有注浆管。

注浆管为钢管，注浆管由注浆管头和注浆圆管组成，注浆管头和注浆圆管通过螺纹连接，进而保证了连接的紧密型，并且便于拆卸、清洗。注浆圆管侧面开有圆形注浆孔，注浆圆管底端封闭。

底板可嵌入底板密封圈，并且通过底板密封圈与钢化玻璃进行密封，进而可以模拟静水，高压水条件下注浆，底板中央预留出水孔。

底部支架为钢支架，支架上部有钢板无缝焊接成的U形凹槽，所述的钢化玻璃箱体恰好可嵌入到支架U形凹槽中，底部支架的正立面和背立面预留有长方形开口，可用于放置抽条，抽条采用钢材制成，抽条恰好填满底部支架预留的长方形开口。