一種獲得漿液的留存率的方法及其所用試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程技術領域，涉及一種獲得漿液的留存率的方法及其所用試驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在所有的巖體中幾乎都存在不同程度、不同數(shù)量的裂隙和結(jié)構面，這些不連續(xù)面破壞了巖體的完整性和連續(xù)性，削弱了巖體強度。因此需要對其進行加固，在加固的方法中，注漿是一個非常好的選擇，注漿是地下工程中加固軟弱破碎圍巖及封堵地下水的有效手段。
[0003]對于動水條件下的注漿，需要考慮漿液的留存情況，若留存性較差則會導致漿液在注入時被動水沖散從而隨水流向遠處，無法達到封堵裂隙和加固巖體的作用；因此有必要研宄動水條件下裂隙中漿液的留存率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明的目的是提供一種易于操作、便于數(shù)據(jù)處理、分析，具有較強實用性的獲得漿液的留存率的方法及其所用試驗系統(tǒng)。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]本發(fā)明提供了一種獲得漿液的留存率的方法，包括以下步驟:
[0007]首先模擬注漿裂隙并將其調(diào)整為水平狀態(tài)，注入漿液，然后調(diào)整水壓力和流速，動水沖擊漿液后進行電子采像，最后檢測并分析動水沖散漿液前后裂隙內(nèi)的漿液總量，以獲得漿液的留存率。
[0008]所述漿液的留存率是將電子采像獲得的照片導入電腦進行分析，通過試驗前后拍攝照片，利用圖像的像素值進行區(qū)分漿液和非漿液區(qū)域，對圖像進行二值化，并統(tǒng)計出漿液區(qū)域的像素數(shù)進而計算動水注入前后漿液的體積，進而計算漿液的留存率。
[0009]所述漿液的留存率，其公式為Θ =m2/mi;其中Θ為留存率，Hi1為裂隙中漿液注入總量，Hl2裂隙中漿液殘余含量。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統(tǒng)，包括試驗裝置、動水系統(tǒng)和監(jiān)測分析系統(tǒng)；
[0011]試驗裝置，用于進行注漿漿液抗水沖散性模型試驗的裝置；
[0012]動水系統(tǒng)，用于調(diào)整水壓力和流速；
[0013]監(jiān)測分析系統(tǒng)，用于檢測并分析動水沖散漿液前后裂隙內(nèi)的漿液總量，以獲得漿液的留存率。
[0014]所述試驗裝置包括模擬裂隙注漿模型、導水裂隙模型和調(diào)整裝置；所述模擬裂隙注漿模型和所述導水裂隙模型通過橡膠圈套水平連接，所述調(diào)整裝置位于所述模擬裂隙注漿模型和所述導水裂隙模型的下面，用以調(diào)整其高度和角度。
[0015]所述模擬裂隙注漿模型由大小相同的上下兩片有機玻璃板組成，上下兩片有機玻璃板之間上下兩端墊放有墊條來支撐上下兩片有機玻璃板從而模擬裂隙，上下兩片有機玻璃板的上下兩端設置有夾子，位于上面的有機玻璃板的中間設置有注漿口，出水口位于有機玻璃板的左側(cè)一端，有機玻璃板的右側(cè)一端通過橡膠圈套與導水裂隙模型連接。
[0016]所述墊條為橡膠墊。
[0017]所述有機玻璃板的厚度為2?8mm。
[0018]所述導水裂隙模型由大小相同的上下兩片有機玻璃板組成，上下兩片有機玻璃板之間上下兩端墊放有墊條來支撐上下兩片有機玻璃板從而模擬裂隙，位于上面的有機玻璃板的中間設置有注水口，有機玻璃板與墊條之間用膠水密封，上下兩片有機玻璃板的右端用膠水密封形成封閉端，有機玻璃板的左端通過橡膠圈套與模擬裂隙注漿模型連接。
[0019]所述調(diào)整裝置包括試驗臺架、水平調(diào)整裝置、水平儀和可升降支座，所述水平儀位于模擬裂隙注漿模型上面，所述水平調(diào)整裝置位于模擬裂隙注漿模型下面，所述試驗臺架位于所述可升降支座與所述水平調(diào)整裝置之間。
[0020]所述動水系統(tǒng)包括水箱、水管、水閥、水泵、壓力控制器和流速傳感器，水泵的一端通過水管與水箱連接，水閥設置位于水管上，水泵的另一端依次設置有壓力開關和流速傳感器；止回閥位于水泵與壓力控制器之間，所述流速傳感器與監(jiān)測分析系統(tǒng)連接。
[0021]所述監(jiān)測分析系統(tǒng)包括電子采像部分和分析計算部分，
[0022]電子采像部分:用于采集電子圖像并傳輸給分析計算部分；
[0023]分析計算部分:通過對比動水沖散漿液前后裂隙內(nèi)的漿液的總量，以獲得漿液的留存率。
[0024]所述電子采像部分采用的是相機。
[0025]所述分析計算部分采用的是電腦。
[0026]本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0027]本發(fā)明提供的模型試驗系統(tǒng)可用來分析漿液在動水沖擊作用下漿液的留存情況，用來求取其留存率；其中留存率為動水沖擊后裂隙中漿液質(zhì)量除以注入裂隙的漿液質(zhì)量。
[0028]本發(fā)明提供的模型試驗系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化分析和簡單化操作，為注漿漿液抗水沖散分析提供了保障；可以用來方便、快捷的進行模型試驗，高效分析計算漿液的留存率，為動水條件下成功注漿打好基礎；組裝容易、操作簡單；可以便捷的控制水流流速和水壓力，保證穩(wěn)定的操作條件；具有可視化的優(yōu)點，可以利用相機拍照和軟件分析計算，減少了誤差。
[0029]本發(fā)明提供的模型試驗系統(tǒng)具有簡單易操作和計算準確的優(yōu)點，利于分析研宄不同漿液在不同動水條件下的抗水沖散的性能。同時由于有機玻璃是透明的，可以通過錄像或者拍照的方式清楚的拍攝到漿液在動水條件下被水流沖走的過程，通過軟件從而計算將也在動水條件下的留存率。
【附圖說明】
[0030]圖1是獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統(tǒng)的整體結(jié)構示意圖。
[0031]圖2是圖1所示的獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統(tǒng)中試驗裝置的俯視圖。
[0032]其中為水箱，2為水管，3為水閥，4為水泵，5為壓力控制器，6為流速傳感器，7為水槽，8為試驗臺架，9為水平調(diào)整裝置，10為有機玻璃板，11為水平儀，12為相機，13為可升降支座，14為止回閥，15為注水口，16為橡膠圈套，17為出水口，18為注漿口，19為墊條，20為封閉端，21為夾子。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0034]實施例1
[0035]一種獲得漿液的留存率的方法，包括以下步驟:
[0036]首先模擬注漿裂隙并將其調(diào)整為水平狀態(tài)，注入漿液，然后調(diào)整水壓力和流速，動水沖擊漿液后進行電子采像，最后檢測并分析動水沖散漿液前后裂隙內(nèi)的漿液總量，以獲得漿液的留存率。
[0037]所述漿液的留存率是將電子采像獲得的照片導入電腦進行分析，通過試驗前后拍攝照片，利用圖像的像素值進行區(qū)分漿液和非漿液區(qū)域，對圖像進行二值化，并統(tǒng)計出漿液區(qū)域的像素數(shù)進而計算動水注入前后漿液的體積，進而計算漿液的留存率。
[0038]所述漿液的留存率，其公式為Θ =m2/mi;其中Θ為留存率，Hi1為裂隙中漿液注入總量，Hl2裂隙中漿液殘余含量。
[0039]如圖1所示，圖1是獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統(tǒng)的整體結(jié)構示意圖。
[0040]一種上述獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統(tǒng)，可以用來方便、快捷的進行模型試驗，高效分析計算漿液的留存率，為動水條件下成功注漿打好基礎。
[0041]包括試驗裝置、動水系統(tǒng)和監(jiān)測分析系統(tǒng)；
[0042]試驗裝置，用于進行注漿漿液抗水沖散性模型試驗的裝置；
[0043]動水系統(tǒng)，用于調(diào)整水壓力和流速；
[0044]監(jiān)測分析系統(tǒng)，用于檢測并分析動水沖散漿液前后裂隙內(nèi)的漿液總量，以獲得漿液的留存率。
[0045]如圖2所示，圖2是圖1所示的獲得漿液的留存率的方法所用試驗系統(tǒng)中試驗裝置的俯視圖。
[0046]所述試驗裝置包括模擬裂隙注漿模型、導水裂隙模型和調(diào)整裝置；所述模擬裂隙注漿模型和所述導水裂隙模型通過橡膠圈套16水平連接，所述調(diào)整裝置位于所述模擬裂隙注漿模型和所述導水裂隙模型的下面，用以調(diào)整其高度和角度。
[0047]所述模擬裂隙注漿模型由大小相同的上下兩片有機玻璃板10組成，上下兩片有機玻璃板10之間上下兩端墊放有墊條19來支撐上下兩片有機玻璃板10從而模擬裂隙，上下兩片有機玻璃板10的上下兩端設置有夾子21，位于上面的有機玻璃板10的中間設置有注漿口 18，出水口 17位于有機玻璃板10的左側(cè)一端，有機玻璃板10的右側(cè)一端通過橡膠圈套16與導水裂隙模型連接；墊條19為橡膠墊；有機玻璃板10的厚度為2?8mm。
[0048]所述導水裂隙模型由大小相同的上下兩片有機玻璃板10組成，上下兩片有機玻璃板10之間上下兩端墊放有墊條19來支撐上下兩片有機玻璃板10從而模擬裂隙，位于上面的有機玻璃板10的中間設置有注水口 15，有機玻璃板10與墊條