[发明专利]研究注浆与裂隙形貌交互影响的可视化测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种研究注浆与裂隙形貌交互影响的可视化测试装置及方法，涉及模拟岩体注浆设备技术领域，包括：观测模型，观测模型包括两个透明板，两个透明板的一面上均设有多个爆破颗粒，爆破颗粒内设有荧光溶液，两个透明板上的爆破颗粒之间形成注浆通道；观测台，观测模型放置于观测台上；监测模块，监测模块用于监测爆破颗粒爆裂后流出的荧光溶液；注浆模块，注浆模块能够与注浆通道的进浆口相连通，注浆模块用于向注浆通道进行注浆；收集模块，收集模块能够与注浆通道的出浆口相连通；控制模块，监测模块和注浆模块均与控制模块电连接。本发明可以清楚地观测浆液的冲刷对裂隙表面形貌的影响，得到裂隙表面形貌对浆液渗流特性的影响。

技术领域

本发明涉及模拟岩体注浆设备技术领域，特别是涉及一种研究注浆与裂隙形貌交互影响的可视化测试装置及方法。

背景技术

天然岩体经过漫长的地质作用，内部发育有大量的裂隙，具有较强的渗透性，是地下水流动的主要运输通道。地下水的活动是威胁施工安全、造成工程病害的重要因素。工程实践证明，注浆是一种广泛应用的修复裂隙岩体、防止水渗入、提高围岩稳定性的重要手段。

浆液在岩体裂隙或孔隙中流动，因岩体结构具有不同的裂隙和孔隙分布特征，导致其中浆液渗流的方式和途径不同，从而产生不同的注浆效果。一般来说，由于地质作用和环境作用，自然界中岩体的结构面和岩石断裂的表面是粗糙的。对于实际注浆工程来说，裂隙表面不均匀特性(粗糙度)引起的沟道效应影响着浆体的渗透过程。然而，注浆工程具有极强的隐蔽性，而天然裂隙表面粗糙起伏，几何形貌千差万别，凸起物的成分十分复杂，因此亟需高精度的室内模型试验研究进行可视化研究。

天然岩体中的裂隙面在长期风化作用下，其表面往往存在风化层，这些风化层具有强度低、易变形的特点。在实际注浆工程中，由于注浆作用的影响，浆液通过裂隙表面的风化层，改变裂隙的表面形貌，反过来又能够改变浆液的渗流特性。

然而，在注浆实验过程中，浆液对裂隙表面形貌的影响以及表面形貌对浆液流动的影响难以进行观测。

因此，亟需开发一种研究注浆与裂隙形貌交互影响的可视化测试装置及方法，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种研究注浆与裂隙形貌交互影响的可视化测试装置及方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，能够同时观测出浆液对裂隙表面形貌的影响以及表面形貌对浆液流动的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种研究注浆与裂隙形貌交互影响的可视化测试装置，包括：

观测模型，所述观测模型包括两个透明板，两个所述透明板的一面上均设有多个爆破颗粒，所述爆破颗粒内设有荧光溶液，两个所述透明板上的所述爆破颗粒之间形成注浆通道；

观测台，所述观测模型放置于所述观测台上；

监测模块，所述监测模块用于监测所述爆破颗粒爆裂后流出的荧光溶液；

注浆模块，所述注浆模块能够与所述注浆通道的进浆口相连通，所述注浆模块用于向所述注浆通道进行注浆；

收集模块，所述收集模块能够与所述注浆通道的出浆口相连通；

控制模块，所述监测模块和所述注浆模块均与所述控制模块电连接。

优选的，所述透明板为光学玻璃；

所述爆破颗粒的外壳是由海藻酸钠与氯化钙混合而成。

优选的，所述监测模块包括摄像机和压力传感器，所述摄像机设置于所述观测模型的上方，所述压力传感器设有两个，两个所述压力传感器分别设置于所述注浆通道的进浆口和出浆口处。