CN201130176Y - 高压注浆试验模型装置 - Google Patents
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Abstract
一种注浆试验模型设备，采用耐高压可密闭注浆容器，注浆容器内有内置加压活塞，活塞上设有透水孔，活塞杆一端可与活塞接触，另一端连接到注浆容器外的加压装置，加压装置通过活塞杆加压活塞从而对活塞另一侧容器内的受注材料施加压力，达到模拟注浆时的地应力状态，注浆容器上设置接伺服压力水泵的接口，伺服压力水泵向注浆容器内稳压注入水，水穿过活塞上的透水孔使受注材料饱和并形成高水压力注浆环境后，再由注浆泵通过注浆泵接口注入浆液，从而达到模拟高水压条件下的注浆工况。本注浆试验模型设备不仅能提供高水压注浆环境，而且能对受注材料施加压力，完整地模拟高水压、高地应力状态下的注浆特征。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于地质工程试验模型设备，尤其涉及一种高压注浆试验模型设备。
背景技术
在地质土木工程中，注浆是很重要一技术手段，为了研究注浆所达到的效果往往用注浆试验的模型设备来模拟实际的注浆应用环境，因此注浆试验的模型设备对于注浆的研究具有重要的意义。目前，用于注浆试验的模型设备是由两部分组成，一部分是注浆***，由注浆泵、注浆容器(含受注材料)、注浆胶管连接而成；一部分是监测***，由观察窗、拍摄相机组成的物象观测部分和/或由传感器、数据线、记录装置连接而成数据监测部分组成。图1为现有的一种注浆试验装置，包括，注浆泵1，注浆管2，注浆容器3，受注材料4，数据导线5，数据监测(记录)设备6，观察窗7。其工作过程为，将受注材料4预先添加入注浆容器3，启动注浆设备，注浆泵1将待注浆液经注浆管2注入注浆容器3，应用数据监测(记录)设备6和观察窗7观察记录浆液注入受注材料4的过程，即完成一次注浆科研试验。现有的注浆试验模型设备的注浆容器不封闭且管路不耐压，注浆材料处于不受压力状态，因此只能完成常压注浆试验，而不能完成高压注浆试验，难以模拟地下深部百米甚至千米处高水压、高地压(地应力)状态下的注浆工况。
实用新型内容
为了克服现有的注浆模型设备不能完成高压注浆试验的不足，本实用新型提供一种注浆模型设备，该装置不仅能提供高水压注浆环境，而且能对受注材料施加压力，完整地模拟高水压、高地压(地应力)状态下的注浆特征。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：在注浆装置中采用耐高压可密闭注浆容器，注浆容器内有内置加压活塞，活塞上设有透水孔，活塞杆一端可与活塞接触，另一端连接到注浆容器外的加压装置，加压装置通过活塞杆加压活塞从而对活塞另一侧容器内的受注材料施加压力，达到模拟注浆时的地压(地应力)状态，通过施加不同的压力可以模拟不同的地压(地应力)状态。注浆容器上设置有两个外接口，分别位于活塞的两侧，与装有受注材料相对的活塞一侧的接口接伺服压力水泵，装有受注材料的活塞一侧接口接注浆泵。伺服压力水泵向注浆容器内稳压注入水，水穿过活塞上的透水孔使受注材料饱和并形成高水压力注浆环境后，再由注浆泵通过注浆泵接口注入浆液，从而达到模拟高水压条件下的注浆工况，通过调整伺服压力水泵的加压压力模拟不同高水压条件。根据实验需要，上述高水压和高地压工况条件可以同时施加，也可分开施加。
作为本实用新型的优选结构，注浆泵接口设置于注浆容器的顶部中间，伺服压力水泵接口接在靠近注浆容器侧壁的底部。
作为本实用新型进一步的优选结构，注浆容器可以为筒形注浆容器，与活塞杆相连的加压装置可以为加压千斤顶。
本实用新型通过可以提供高水压高地压的工况条件，从而使注浆试验装置不仅能提供高水压注浆环境，而且能对受注材料施加压力，完整地模拟地下深部百米甚至千米处高水压、高地压(地应力)状态下的注浆环境特征。
附图说明
图1是现有的注浆模型设备
图2是本实用新型注浆模型设备
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步地详细描述。
在图2为本实用新型注浆模型设备，包括一端设有填料口的筒形注浆容器210，所述填料口可以用法兰密封盖25密封；筒形注浆容器210内可放置内置活塞29及活塞杆211，内置活塞29上设有透水孔，活塞杆211一端可与内置活塞29接触另一端通过筒形注浆容器210上通孔伸出筒形注浆容器210外并可与加压千斤顶212相连，内置活塞29及活塞杆211可以分别装入筒形注浆容器210内亦可从中分别拆出。筒形注浆容器210设置有两个外接口分别位于筒形注浆容器的顶部(即法兰密封盖25上)及靠近注浆容器底部的侧壁上，高压注浆泵24通过耐压管路23与前者相连，伺服压力水泵21通过耐压管路23与后者相连，耐压管路23含若干必要的截止阀、排气阀、测压表等，在靠近伺服压力水泵21一侧的耐压管路23上设有高压溢流阀22。筒形注浆容器210亦设有数据线过孔，传感器及数据线26通过所述过孔与数据监测(记录)装置27相连。以上所述过孔 通孔及外接口处均设有密封件以便工作时能保持筒形注浆容器210内的压力。
试验前，将耐高压筒形注浆容器210正向安放稳固，在其中平稳安放活塞杆211和带透水孔的活塞29后，从填料口向注浆容器210填充受注材料28，同时根据测试目的在受注材料一定位置布设一定数量的传感器及数据线26，所述传感器及数据线26与数据监测(记录)装置27相连，填充好受注材料28后用法兰密封盖25盖严注浆容器210的填料口。启动数据监测(记录)装置27开始全程监测；加压千斤顶212通过活塞杆211顶压带透水孔的活塞29从而对受注材料28施加压力，当达到拟定高地压值后停止加压，从而模拟高地压注浆环境；启动伺服压力水泵21通过耐压管路23向注浆容器210中注入水，水通过活塞29的透水孔充满整个容器并达到拟定高水压力值，伺服压力水泵21与高压溢流阀22配合维持拟定水压力从而模拟高水压注浆环境；启动高压注浆泵24向受注材料28注浆进行实验。模拟环境数据测试结束后，打开法兰密封盖25并通过活塞杆211顶压活塞将受注材料28顶出筒形注浆容器210以便进行后续分析。
当然，本实用新型注浆模型设备也可只设有法兰密封盖25而不设置内置活塞29，活塞杆211，加压千斤顶212，伺服压力水泵21，高压溢流阀22以及筒形注浆容器210上与伺服压力水泵21和加压千斤顶212相连的通孔，通过法兰密封盖25密封受注材料28模拟出一定的压力环境。或者，本实用新型注浆模型设备也可只设有法兰密封盖25，内置活塞29，活塞杆211，加压千斤顶212等装置结构，而不设伺服压力水泵21等装置结构，即只设置高地压装置而不设置高水压装置；亦或者本实用新型注浆模型设备也可只设有法兰密封盖25，伺服压力水泵21等装置结构，而不设置内置活塞29，活塞杆211，加压千斤顶212等装置结构，即只设置高水压装置而不设置高地压装置；从而可以得到不同的注浆模型设备。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种高压注浆试验模型装置，包括注浆容器，注浆泵，传感器，数据线，及数据监测装置，其特征在于，注浆容器开口处有一密封盖，用于试验密封受注材料，注浆泵通过耐压管路及密封盖上接口可与注浆容器开口处密封盖相连。
2. 根据权利要求1所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，还包括可内置于注浆容器的内置活塞，位于注浆容器外的加压装置，与活塞活动相连并通过注浆容器上通孔与加压装置相连的活塞杆。
3. 根据权利要求1所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，还包括置于注浆容器设有透水孔的内置活塞，位于注浆容器外的伺服压力水泵，所述伺服压力水泵通过耐压管路及所述注浆容器侧壁接口与所述注浆容器相连。
4. 根据权利要求3所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，所述连接所述伺服压力水泵与注浆容器的耐压管路上设有高压溢流阀。
5. 根据权利要求3或4所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，还包括位于注浆容器外的加压装置，与活塞活动相连并通过注浆容器上通孔与加压装置相连的活塞杆。
6. 根据权利要求5所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于所述注浆容器侧壁接口位于侧壁的底部。
7. 根据权利要求2所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，所述注浆容器为圆筒形，所述加压装置为加压千斤顶。
8. 根据权利要求6所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，所述注浆容器为圆筒形，所述加压装置为加压千斤顶。
9. 根据权利要求1至4中任一权利要求所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，所述注浆泵接口设置于密封盖的中心。
10. 根据权利要求7所述的高压注浆试验模型装置，其特征在于，所述注浆泵接口设置于密封盖的中心。
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