[实用新型]矿山软岩注浆试件室内模拟制作装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及试件制作装置，尤其涉及一种矿山软岩注浆试件室内模拟制作装置。

背景技术

在矿山、隧道、边坡和水利水电工程等领域中，软岩对于其工程稳定性影响显著，主要表现在：(1)软岩力学强度较低，出现大变形及失稳破坏等灾害的可能性大；(2)软岩多含岩溶水，其对支护的侵蚀性较强，影响工程使用寿命。实践表明，对于软弱岩体，一般的锚、网、棚、架等支护手段难以有效控制其变形破坏，现场多采用锚杆-注浆(简称锚注)加固方法对软岩进行改性，从而使被注岩体力学性质增强，变形破坏缓解。

锚注时的注浆环节是软岩加固工程成功与否的关键，研究注浆加固过程中浆液扩散规律和渗透水变化特征是分析注浆机理的基础，对注浆后试件进行力学试验是研究注浆效果的前提。目前，随着注浆机械、材料及工艺的进步，注浆技术得到了快速发展，然而注浆机理发展却相对滞后，不能科学有效地指导注浆实践，导致了现场施工靠经验估算的弊端。

为了有效地指导注浆实践，通常需要把现场的软岩试件拿到室内进行注浆，将注浆后的试件再进行研究分析，确定注浆过程中，浆液类型与被注介质的匹配关系、注浆压力和注浆时间等，从而为以后现场施工注浆提供依据。

中国专利公开号(ZL200720310235.6)公开了一种“高压注浆试验模型装置”，利用该装置注浆时，仅能考虑单轴压缩和注浆压力，并不能考虑围压影响，且不能保证浆液均匀注入被注试件，导致注浆后的岩石试件难以模拟实际注浆环境，无法准确确定现场的注浆参数。

基于上述原因，有必要设计一种综合考虑围压、轴压、注浆压力及渗透作用的岩石注浆试件的制作方法。

实用新型内容

为了科学有效地指导注浆实践，确定注浆参数，为以后现场施工注浆提供依据，本实用新型提供了一种矿山软岩注浆试件室内模拟制作装置，利用该装置可以在室内充分模拟现场实际注浆环境，制作出适合研究分析的软岩注浆试件。

为达到上述目的，本实用新型的矿山软岩注浆试件室内模拟制作装置结构是：

该装置由试件加载系统、浆液搅拌系统、注浆系统和监测系统组成；

所述的试件加载系统包括一个底座和四个立柱焊接组成的试验框架，试验框架上设有竖向的用于安放软岩试件的加载油缸，试验框架的底座上设有液压千斤顶，加载油缸与液压千斤顶在同一轴线上；加载油缸中的下部设有刚性实体托盘，刚性实体托盘的底面与液压千斤顶接触；加载油缸的上部设有液压加载控制装置，液压加载控制装置和加载油缸用高强度螺栓连接；

所述的浆液搅拌系统是在搅拌桶内设有搅拌叶轮，搅拌叶轮通过手动摇杆实现搅拌功能；搅拌桶上方设置有物料入口，物料入口上方设有物料盖，两者通过螺纹连接；

所述注浆系统包括高压注浆泵，高压注浆泵的进口与搅拌桶连通，高压注浆泵的出口连接耐高压管路，耐高压管路伸入液压加载控制装置并与注浆管连接，耐高压管路与液压加载控制装置连接的外缘采用法兰密闭；高压管路上设有压力表、溢流阀和高压阀门；

所述监测系统包括压力传感器、渗透水管路和渗透水接收计量装置，压力传感器通过数据线与外部的压力信号接收装置相连，渗透水管路穿过加载油缸外壁与加载油缸的活塞接触，使渗透水通过渗透水管路流入到渗透水接收计量装置中。

利用上述装置在室内模拟制作矿山软岩注浆试件的方法如下：

第一步，制作软岩试件

将准备试验的软岩按标准尺寸制作软岩试件，在软岩试件上钻上注浆孔，注浆孔中插入注浆管，将压力传感器粘贴于软岩试件之上，并连接上数据线；

第二步，将软岩试件固定在加载油缸上

打开液压加载控制装置和加载油缸之间的连接，将软岩试件放入加载油缸中并精确置于加载油缸的刚性渗透性活塞之上，在软岩试件上面安装刚性垫圈，将耐高压管路穿过法兰及液压加载控制装置，并与注浆管连接牢固；

第三步，将压力传感器的数据线沿着注浆系统的高压管路从液压加载控制装置中导出并连接好法兰，然后将加载油缸和液压加载控制装置用高强度螺栓连接牢固；

第四步，接通压力传感器和压力信号接收装置；

第五步，对压力表进行调零；

第六步，打开物料盖，将注浆物料及水倒入浆液搅拌桶，转动手动摇杆，使浆液搅拌均匀，搅拌过程中可关闭物料盖；