[发明专利]可视化多孔注浆的试验装置及其实验方法

说明书

本发明提供了一种可视化多孔注浆的试验装置及其实验方法。该装置包括：试验箱系统，通过钢框架支撑起长方形的试验箱，在试验箱中装入土体，在试验箱两侧安装有机玻璃，在有机玻璃的中下部设置多个注浆孔，将反力架通过钢板与钢框架连接；注浆系统，通过储浆罐盛装浆液，利用空气压缩机提供注浆压力，将储浆罐中的浆液通过注浆管路注入到试验箱中的土体中；量测系统通过万向磁性杠杆表座将多台感应式测微计吸附于反力架下侧，感应式测微计与土体接触，土体内部埋设与计算机连接的土压力盒。外部设置土体表面非接触式应变量测装置。本发明可以准确模拟在不同地层条件下单孔、多孔注浆过程引起土体的内部位移和土压力以及地表位移，并进行实时监测。

技术领域

本发明涉及地下工程注浆技术领域，尤其涉及一种可视化多孔注浆的试验装置及其实验方法。

背景技术

21世纪是地下空间的世纪，随着近几年来我国大力开发与利用城市地下空间，在开发与利用的过程中难免会遇到复杂的地质环境，如断层破碎带、软硬岩土层交界面等，同时会遇到错综复杂的周边环境，如穿越既有建构筑物、既有管线、桩基、既有隧道等。在地下工程施工中，由于开挖会扰动地层，会引起地层变形，同时施工中抽取地下水同样会导致地表不均匀变形，如何加固地层控制土体变形、同时增加土体的抗渗性能，成为现在亟待解决的问题。

注浆技术作为加固软弱破碎土体以及提高土体的抗渗能力的有效手段，越来越受到研究者的关注，但现阶段注浆理论远远落后于注浆技术，往往通过经验进行注浆设计，由于注浆过程以及注浆效果受多重不确定性因素影响，导致注浆效果还不可控，无法通过注浆过程中的各项参数变化来反映浆液在土体中的真实变化。模型试验是研究注浆扩散加固机理、地层变形以及地表隆的重要方法，可以很好地模拟实际注浆工程，厘清各种因素之间的关系，注浆过程各因素的变化规律，进行理论总结，进而推动注浆理论的发展。

目前，现有技术在注浆可视化试验方面研究还比较匮乏，而且还没有可视化多孔同步注浆与分序注浆试验装置研究，对于浆脉扩散过程注浆参数变化以及注浆引起土体内部的变形和地表隆起还没有一套数字化解决方案，导致试验研究较片面，结果的精度无法保证。同时试验装置模块化差，尺寸较大，试验周期长，拆卸安装困难，装置扩展性差，不利于今后升级改造。

发明内容

本发明的实施例提供了一种可视化多孔注浆的试验装置及其实验方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种可视化多孔注浆的试验装置，包括：试验箱系统、注浆系统、防水系统和量测系统；

所述的试验箱系统，用于通过钢管组成钢框架，通过钢框架支撑起长方形的试验箱，在试验箱中分层装入实验所需的土体，在试验箱前后两侧各安装一块有机玻璃，在有机玻璃的中下部设置多个注浆孔，将反力架通过钢板与钢框架连接；

所述的注浆系统，用于通过储浆罐盛装浆液，利用空气压缩机提供注浆压力，将储浆罐中的浆液通过注浆管路注入到试验箱中的土体中；

所述的防水系统，用于通过防水材料实现有机玻璃与钢框架接缝位置的密封防水，通过夹具固定有机玻璃；

所述的量测系统，用于通过万向磁性杠杆表座将多台感应式测微计吸附于反力架下侧，感应式测微计与土体接触，并通过连线与计算机连接，在计算机中实时展示测微计的位移，并可实时记录地表位移时程曲线。

优选地，所述的试验箱系统包括：钢框架、2块有机玻璃和反力架；

钢框架中的底部两侧各有一个钢管作为底座，并且底部的钢管预留排水孔，钢框架的底部、两侧和顶部各设置有多个螺栓孔；

钢框架前后两侧各安装一块有机玻璃，有机玻璃两侧和底部设置有多个与钢框架对应的螺栓孔，有机玻璃的下部设置的多个注浆孔的间距相等；