三維可視化注漿效果試驗箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維可視化注漿效果試驗箱，目的在于，能夠直觀檢驗出漿液的擴散規(guī)律，檢測注漿后的實際注漿效果，還能觀測注漿過程中地表起伏情況；能夠依據實際工程中地下水情況模擬動水條件下的漿液擴散情況，檢驗注漿效果，試驗箱所采用的技術方案為：包括試驗箱箱體，試驗箱箱體內自上而下設有若干層試驗層，試驗箱箱體的底部設置有底板，底板上設置有若干個出水口，出水口上設置有閥門，試驗箱箱體的側壁設置有若干個可視窗口，可視窗口上鉸接有鋼化玻璃，試驗時鋼化玻璃與可視窗口密封，試驗箱箱體的頂部設置有龍門架縱向導軌和橫向導軌，龍門架縱向導軌和橫向導軌連接龍門架。
【專利說明】
三維可視化注漿效果試驗箱
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程技術領域，具體涉及一種三維可視化注漿效果試驗箱。
【背景技術】
[0002]注漿技術廣泛應用于巖土工程，然而實際注漿工程中的注漿效果，如漿液擴散半徑、漿脈發(fā)展情況、加固效果、堵水效果等，多以經驗判斷，且現在的檢測手段多應用于注漿結束后，于設計階段幫助不大。目前應用于室內試驗的注漿效果裝置，大都受限于尺寸，以單孔注漿為主，不能有效的檢驗多孔注漿的疊加效應，對注漿后漿脈擴散效果沒有一個直觀的認識，注漿半徑不易確定。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決現有技術中的問題，本發(fā)明提出一種能夠直觀檢驗出漿液的擴散規(guī)律，檢測注漿后的實際注漿效果，還能觀測注漿過程中地表起伏情況;能夠依據實際工程中地下水情況模擬動水條件下的漿液擴散情況，檢驗注漿效果的三維可視化注漿效果試驗箱。
[0004]為了實現以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:
[0005]—種三維可視化注漿效果試驗箱，包括試驗箱箱體，試驗箱箱體內自上而下設有若干層試驗層，試驗箱箱體的底部設置有底板，底板上設置有若干個出水口，出水口上設置有閥門，試驗箱箱體的側壁設置有若干個可視窗口，可視窗口上鉸接有鋼化玻璃，試驗時鋼化玻璃與可視窗口密封，試驗箱箱體的頂部設置有龍門架縱向導軌和橫向導軌，龍門架縱向導軌和橫向導軌連接龍門架。
[0006]所述試驗箱箱體內自上而下設有四層試驗層，每個可視窗口內設置四塊上下拼接且相互密封的鋼化玻璃。
[0007]所述鋼化玻璃通過圓柱百頁脫卸門軸鉸鏈與可視窗口的側邊鉸接。
[0008]所述可視窗口上設置有用于固定鋼化玻璃的欄板鎖扣。
[0009]所述每個可視窗口內的四塊鋼化玻璃的內側采用密封膠帶密封。
[0010]所述試驗箱箱體的頂部設置有頂板，頂板上開設有入水口。
[0011 ] 一種注漿試驗裝置，包括所述試驗箱，試驗箱的頂部連接注漿機，動水注漿試驗時，試驗箱箱體的底部鋪設有土工布，底板上的出水口通過管道和水栗連接至試驗箱的頂部。
[0012]—種滲流試驗裝置，包括所述試驗箱，試驗箱的頂部設置有頂板，頂板與試驗箱的頂部密封連接，頂板上開設有入水口，所述入水口通過導管連接至儲水箱，儲水箱連接外界供水，試驗箱箱體的側壁上開設有不同高度的測壓孔，測壓孔連接測壓管。
[0013]所述儲水箱上開設有溢流口，所述試驗箱箱體的側壁上開設有處于不同高度的三個測壓孔，三個測壓孔分別連接有測壓管。
[0014]一種載荷試驗裝置，包括所述試驗箱，試驗箱上設置有承載板，承載板連接有液壓裝置，液壓裝置固定設置在龍門架上，試驗時承載板與巖土體表層接觸。
[0015]與現有技術相比，本發(fā)明的試驗箱箱體內設若干層試驗層，試驗箱箱體的側壁設置可視窗口，可視窗口內設置鋼化玻璃，鋼化玻璃和底板與試驗箱箱體密封連接，試驗時試件分層填埋在試驗箱箱體內部，通過透明的鋼化玻璃，能夠觀測注漿過程中地表起伏情況，注漿結束后分層開挖可直觀檢測注漿后的實際注漿效果;能夠依據實際工程中地下水情況模擬動水條件下的漿液擴散情況，檢驗注漿效果。
[0016]進一步，鋼化玻璃通過圓柱百頁脫卸門軸鉸鏈與可視窗口的側邊鉸接，便于拆卸，采用欄板鎖扣固定鋼化玻璃，固定的更加牢靠，每個可視窗口內的兩塊鋼化玻璃的內側采用密封膠帶密封，保證了試驗時的密封環(huán)境。
[0017]本發(fā)明接近實際工程檢驗漿液對巖土體的加固效果，能夠觀測注漿過程中巖土體表面的起伏情況，確定漿液擴散半徑，觀察漿脈發(fā)展情況;增加密封的頂板后能夠測定注漿前后巖土體滲透系數，鉆孔取芯檢測注漿前后巖土體力學性能，還可模擬動水條件下的漿液擴散情況。在整個試驗過程中，采用龍門架能夠輕松填筑巖土體和吊裝、拆卸四周鋼化玻璃，還能夠借助龍門架實施荷載試驗。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明試驗箱箱體的結構示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明龍門架的結構示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明可視窗口的示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的底板不意圖；
[0022]圖5為滲流試驗裝置的結構示意圖；
[0023]圖6為荷載試驗裝置的結構示意圖；
[0024]其中，1試驗箱，2龍門架縱向導軌，3可視窗口，4龍門架，5橫向導軌，6導向輪，7圓柱百頁脫卸門軸鉸鏈，8欄板鎖扣，9鋼化玻璃，10測壓孔，11底板，12出水口，13外界供水，14溢流口，15儲水箱，16導管，17測壓管，18巖土體表層，19承壓板，20液壓裝置。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體的實施例和說明書附圖對本發(fā)明作進一步的解釋說明。
[0026]參見圖1和圖2，本發(fā)明的試驗箱包括呈長方體的試驗箱箱體I，試驗箱箱體I內自上而下設有若干層試驗層，試驗箱箱體I的側壁設置有若干個可視窗口 3，可視窗口 3上鉸接有鋼化玻璃9，試驗時鋼化玻璃9與可視窗口 3密封，試驗箱箱體I的頂部設置有頂板、龍門架縱向導軌2和橫向導軌5，龍門架縱向導軌2和橫向導軌5連接龍門架4，龍門架4底部設置有導向輪6，優(yōu)選地，參見圖3，試驗箱箱體I內自上而下設有四層試驗層，每個可視窗口 3內設置四塊上下拼接且相互密封的鋼化玻璃，鋼化玻璃9通過圓柱百頁脫卸門軸鉸鏈7與可視窗口 3的側邊鉸接，可視窗口 3上設置有用于固定鋼化玻璃9的欄板鎖扣8，每個可視窗口 3內的四塊鋼化玻璃的內側采用密封膠帶密封，參見圖3，試驗箱箱體I的底部設置有底板11，底板11上設置有若干個出水口 12，出水口 12上設置有閥門，試驗箱箱體I的頂部設置有頂板，頂板上開設有入水口。
[0027]本發(fā)明的試驗箱以一個長方體形的試驗箱箱體I為基礎，在試驗箱箱體I四周設置可拆卸式鋼化玻璃9，鋼化玻璃9采用鐵皮包邊，由上至下分四層;每塊鐵皮包邊的鋼化玻璃9由圓柱百頁脫卸門軸鉸鏈7與可視窗口 3的立柱相連，左側使用欄板鎖扣8可將鋼化玻璃9與立柱鎖緊，最終使每塊鋼化玻璃達到不僅可向外打開拆卸，而且也可關閉鎖緊的效果;試驗箱箱體I頂部還設置有可拆卸式的密封頂板。
[0028]可拆卸的鋼化玻璃作用:①用來觀測注漿過程中巖土體表面的起伏情況;②注漿結束后，逐層拆卸鋼化玻璃，開挖巖土體觀測漿脈發(fā)展情況。
[0029]底板11鉆若干出水口12并裝上閥門，其作用:①測定注漿前后巖土體的滲透系數；②模擬動水條件下注漿效果。
[0030]試驗箱上部設置一個龍門架縱向導軌2和龍門架4，龍門架縱向導軌2承載龍門架4，通過導向輪6使龍門架4在其上移動，龍門架的作用:①吊裝、拆卸鋼化玻璃，向試驗箱中填土;②提供一個反力架，用于注漿前后巖土的荷載試驗。
[0031]密封頂板的作用:與其它部件一起組成一個密閉環(huán)境，可模擬不同水頭高度下巖土體滲透情況。
[0032]注漿試驗裝置包括沒有頂板的試驗箱，試驗箱的頂部連接注漿機，動水注漿試驗時，試驗箱箱體I的底部鋪設有土工布，底板11上的出水口 12通過管道和水栗連接至試驗箱的頂部。
[0033]參見圖5，滲流試驗裝置包括設置有頂板的試驗箱箱體I，頂板與試驗箱的頂部密封連接，頂板上開設有入水口，入水口通過導管16連接至儲水箱15，儲水箱15連接外界供水13，試驗箱箱體I的側壁上開設有不同高度的測壓孔，測壓孔連接測壓管17。儲水箱15上開設有溢流口 14，試驗箱箱體I的側壁上開設有處于不同高度的三個測壓孔，三個測壓孔分別連接有測壓管。
[0034]參見圖6，載荷試驗裝置包括沒有頂板的試驗箱，試驗箱上設置有承載板19，承載板19連接有液壓裝置20，液壓裝置20固定設置在龍門架4上，試驗時承載板19與巖土體表層18接觸。
[0035]本發(fā)明的具體工作過程:
[0036]注漿試驗:注漿試驗進行之前，龍門架4置于試驗箱箱體I的龍門架縱向導軌2上，關閉底板11的出水口 12，在試驗箱四周裝上鋼化玻璃9，并做好密封工作，使用龍門架4將巖土體填入試驗箱，分層裝填、壓實，并在指定位置預埋注漿管；
[0037]1.無動水條件下注漿試驗:
[0038]①注漿試驗之前記錄地表位置；
[0039]②按試驗設計注漿壓力和注漿量向巖土體中采用單孔或多孔注入漿液；
[0040]③注漿結束后記錄地表位置，并做好適當的保養(yǎng)工作；
[0041]④待漿液凝土后，逐層拆除鋼化玻璃，拆除第一層鋼化玻璃后，開挖這一層未膠結的巖土體，保留已膠結巖土體，然后拆除第二層鋼化玻璃，開挖第二層未膠結土體；
[0042]⑤以注漿孔為圓心，統(tǒng)計漿液擴散半徑，觀察漿脈發(fā)展情況，拍照留存；
[0043]⑥拆除上部膠結體，用鉆孔取芯機在試驗箱下半部鉆取若干試樣，用于檢測試樣的抗壓強度和滲透系數；
[0044]⑦繼續(xù)拆卸第三、四層鋼化玻璃，清除箱體內其余巖土體。
[0045]2.動水條件下注漿試驗:
[0046]試驗前在試驗箱底部鋪上一層土工布，在土工布上填土試驗，注漿之前打開底板11的出水口 12，向試驗箱頂層注入自來水，用水栗將從出水口 12中流出的水抽到試驗箱頂層，待水流穩(wěn)定后，按無動水條件下注漿試驗中試驗方案①?③步，待漿液凝固后，關閉水栗，實施④?⑦步。
[0047]滲透系數測定試驗:
[0048]在試驗箱內填完土后，蓋上頂板，給試驗箱提供一定常水頭，打開底板的出水口閥門，待水流穩(wěn)定后，測量其在一定時間內的滲流量，計算滲流系數;注漿后滲流系數測定過程同上。
[0049]荷載試驗:
[0050]注漿前后土體，按規(guī)范要求，在巖土體上施加承載板19，液壓裝置20通過龍門架4提供反力作用，向承載板19施加一定荷載，施加前后記錄承載板19位置，測定巖土體在該荷載下的豎向位移，從而完成荷載試驗。
[0051]本發(fā)明接近實際工程檢驗漿液對巖土體的加固效果，如可觀測注漿過程中巖土體表面的起伏情況，確定漿液擴散半徑，觀察漿脈發(fā)展情況，測定注漿前后巖土體滲透系數，鉆孔取芯檢測注漿前后巖土體力學性能，還可模擬動水條件下的漿液擴散情況。在整個試驗過程中，使用的巖土量雖大，但設計的龍門架可做到輕松填筑巖土體和吊裝、拆卸四周鋼化玻璃，還可借助龍門架實施荷載試驗。
【主權項】
1.一種三維可視化注漿效果試驗箱，其特征在于，包括試驗箱箱體(I)，試驗箱箱體(I)內自上而下設有若干層試驗層，試驗箱箱體(I)的底部設置有底板(11 )，底板(I I)上設置有若干個出水口(12)，出水口(12)上設置有閥門，試驗箱箱體(I)的側壁設置有若干個可視窗口(3)，可視窗口(3)上鉸接有鋼化玻璃(9)，試驗時鋼化玻璃(9)與可視窗口(3)密封，試驗箱箱體(I)的頂部設置有龍門架縱向導軌(2)和橫向導軌(5)，龍門架縱向導軌(2)和橫向導軌(5)連接龍門架(I)。2.根據權利要求書I所述的一種三維可視化注漿效果試驗箱，其特征在于，所述試驗箱箱體(I)內自上而下設有四層試驗層，每個可視窗口(3)內設置四塊上下拼接且相互密封的鋼化玻璃。3.根據權利要求書2所述的一種三維可視化注漿效果試驗箱，其特征在于，所述鋼化玻璃(9)通過圓柱百頁脫卸門軸鉸鏈(7)與可視窗口(3)的側邊鉸接。4.根據權利要求書3所述的一種三維可視化注漿效果試驗箱，其特征在于，所述可視窗口( 3)上設置有用于固定鋼化玻璃(9)的欄板鎖扣(8)。5.根據權利要求書4所述的一種三維可視化注漿效果試驗箱，其特征在于，所述每個可視窗口(3)內的四塊鋼化玻璃的內側采用密封膠帶密封。6.根據權利要求書5所述的一種三維可視化注漿效果試驗箱，其特征在于，所述試驗箱箱體(I)的頂部設置有頂板，頂板上開設有入水口。7.—種采用如權利要求1所述三維可視化注漿效果試驗箱的注漿試驗裝置，其特征在于，包括所述試驗箱，試驗箱的頂部連接注漿機，動水注漿試驗時，試驗箱箱體(I)的底部鋪設有土工布，底板(11)上的出水口(12)通過管道和水栗連接至試驗箱的頂部。8.—種采用如權利要求1所述三維可視化注漿效果試驗箱的滲流試驗裝置，其特征在于，包括所述試驗箱，試驗箱的頂部設置有頂板，頂板與試驗箱的頂部密封連接，頂板上開設有入水口，所述入水口通過導管(16)連接至儲水箱(15)，儲水箱(15)連接外界供水(13)，試驗箱箱體(I)的側壁上開設有不同高度的測壓孔(10)，測壓孔(10)連接測壓管(17)。9.根據權利要求8所述的滲流試驗裝置，其特征在于，所述儲水箱(15)上開設有溢流口(14)，所述試驗箱箱體(I)的側壁上開設有處于不同高度的三個測壓孔，三個測壓孔分別連接有測壓管。10.—種采用如權利要求1所述三維可視化注漿效果試驗箱的載荷試驗裝置，其特征在于，包括所述試驗箱，試驗箱上設置有承載板(19)，承載板(19)連接有液壓裝置(20)，液壓裝置(20)固定設置在龍門架(4)上，試驗時承載板(19)與巖土體表層(18)接觸。
【文檔編號】G01N3/12GK105866349SQ201610355370
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】楊曉華, 徐禮笑, 鄭坤隆, 楊涵晞
【申請人】長安大學