[实用新型]一种复杂条件下浆‑水相界面移动追踪观测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及注浆模拟试验设备领域，具体涉及一种复杂条件下浆-水相界面移动追踪观测装置。

背景技术

在地下工程的施工中，常遇到软弱围岩、突涌水等工程地质问题，这些工程地质问题及灾害将对施工造成不良影响，注浆是加固软弱围岩、治理突涌水灾害的一种有力手段。注浆是一种涉及多学科专业理论的综合工艺，但其施作过程中具有隐蔽性，加上工程地质条件的复杂性，故其难以突破半理论半经验的状态。目前的试验方法中无法对浆液流变参数的空间分布不均匀性进行有效模拟，无法获取浆液质点在裂隙网络中的移动状况，因此无法探究注浆机理的一般规律。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种复杂条件下浆-水相界面移动追踪观测装置。

为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种复杂条件下浆-水相界面移动追踪观测装置，其特征在于，包括：

可拆卸式的试验箱体，其内部构成用以容纳裂隙岩体试件的空间，且具有两个对置的透明侧壁；

注水管路，与所述试验箱体连接，用以实现压力注水；

注浆管路，与所述试验箱体连接，用以实现压力注浆；

设于试验箱体上的泄压阀；

所述注水管路上设有第一荧光粉投放装置，所述注浆管路上设有第二荧光粉投放装置，在垂直于所述透明侧壁方向的前后两侧，分别设有紫外线发射装置和摄像装置。

所述第一和第二荧光粉投放装置上设有保持相应管路密闭的并控制粉体投放的阀门。

所述试验箱体中与所述透明侧壁相邻的两侧壁为独立的矩形横向加载板，所述加载板上设有加载器，所述加载器的另一端固定设于所述试验箱体外侧的反力墙上。

所述加载板的内侧、所述试验箱体的顶部和底部，设有用以对试件进行密封的橡胶垫。

所述橡胶垫的内侧涂有用以防水的环氧树脂材料层。

所述透明侧壁由高强透明钢化玻璃制成，若干贯穿前后两侧的高强螺栓将两所述透明侧壁压紧在所述试件上，顶部的橡胶垫上设有用以所述高强螺栓穿过的通道。

所述注浆管路上设有显示浆液压力的压力表，所述泄压阀上设有泄压管路与数显压力表。

所述紫外线发射装置和摄像装置通过电路与主机连接，所述主机上设有能够处理所述摄像装置所采集图像数据的软件系统。

所述透明侧壁的长为80-120cm，宽为20-30cm；所述加载板的宽度为4-6cm。

一种复杂条件下浆-水相界面移动追踪观测方法，包括以下步骤：

步骤1：制作具有设计尺寸和裂隙展布规律的透明岩体试件，将所述岩体试件安装到试验箱体内，安装密封所述试验箱体，并使试件处于设定的横向加载条件下；

步骤2：进行压力注水，当水流稳定后，通过第一荧光粉投放装置投放具有第一颜色的第一荧光粉，使所述第一荧光粉与水流充分混合；

步骤3：将具有第二颜色的第二荧光粉与配置好的注浆材料充分混合，之后进行压力注浆，并调节泄压阀至指定开度，实现对浆液扩散范围的调控；

步骤4：调节紫外线发射装置使光强达到指定要求，照射透明试验箱体，高速摄像机实时拍摄浆-水相界面移动过程，计算机相应图像处理软件实时处理显示相应数据。

本实用新型的有益效果是：

目前没有实现浆液质点在裂隙网络中的移动追踪，导致无法对浆液流变参数的空间分布不均匀性进行有效模拟。

浆-水相界面移动追踪观测装置实现了裂隙岩体的横向加载，以此实现岩体内部裂隙开度控制，创造了浆液扩散的应力环境。可视化观测装置四周利用密封橡胶垫及环氧树脂材料密封处理，外加高强螺栓固定，很好的避免了注浆的溢出。下部数显泄压装置，实现了针对特定裂隙岩体的浆液扩散范围的有效控制。浆液投放荧光绿粉，水流投放荧光红粉，通过紫外线照射全程高速摄像机记录，经过计算机图像处理实现浆水相界面移动过程实时观测及数值化。通过调解裂隙的展布，侧向应力大小，注浆压力大小，水流流速大小以及泄压阀压力大小数值显示多种注浆条件下浆水相界面的移动规律。

通过浆-水相界面移动追踪观测装置可以更深入了解注浆的机理，使注浆理论更好的指导施工，注浆模型试验近似模拟注浆工况，通过注浆过程可视化及参数监控可以有效探究注浆机理中的一般规律。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图；