[发明专利]一种可视化饱和动态含水砂层渗透注浆试验装置及方法

权利要求书

1.一种可视化饱和动态含水砂层渗透注浆试验装置，其特征在于，包括可视化模型箱、接油箱、注浆泵、淋板、油泵、定水头水箱、激光片源发射器、CCD工业相机、数据收集系统及注浆管；

所述的可视化模型箱由一个注浆泵先通过输浆管，再通过注浆管向其内注入浆液；底板布置有均匀开孔，在底板上覆盖一层滤网，可视化模型箱底部设置有接油箱，接油箱通过输油管路与油泵相连，所述的油泵与定水头水箱相连；所述的定水头水箱又通过输油管路与放置在可视化模型箱顶部的淋板相连；实现可视化模型箱-油泵-定水头水箱-淋板-可视化模型箱的循环；在可视化模型箱一侧设有激光片源发射器，激光片源发射器发射的激光经过可视化模型箱穿透透明土,形成均匀的散斑场；所述的CCD工业相机拍摄方向位于激光平面的法线方向, CCD工业相机连接数据收集系统，实时记录散斑场的变化；

所述的注浆管由与透明土材料折射率近似的有机玻璃管制成；

所述的定水头水箱由有机玻璃制作，放置在可调节水箱台架上。

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，位于可视化模型箱外部的输浆管路段设有一个排气装置。

3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的可视化模型箱由与透明土具有近似折射率的有机玻璃制作。

4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的定水头水箱放置在可调节水箱台架上，从而调节模型箱中混合溶液的液面高度。

5.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的注浆泵能够进行定速率定量注浆，注浆速率与注浆量可调。

6.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述的排气装置与注浆管相连。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的试验装置的试验方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将可视化模型箱、接油箱、定水头水箱清洗干净并擦干，保证没有残余水的存在；

(2)在可视化模型箱中配制一定高度的透明土，并放入真空箱中进行抽真空处理，去掉透明土中的气泡，提高透明土的透明度；

(3)配制透明土时将溶液高出固体平面一定高度，依据不同次实验设计不同高度；

(4)打开油泵，使可视化模型箱中混合溶液实现流动循环，即实现可视化模型箱-油泵-定水头水箱-淋板-可视化模型箱的循环，使溶液不停流动，模拟动态饱水地层中的地下水渗流作用，并将溶液高度始终保持不变；

(5)按实验方案设计的水灰比配制水泥浆液，调试可控式注浆泵的参数，并根据实验方案设定好注浆速率和注浆量；

(6)注浆前，关掉注浆管一端阀门，打开排气阀，打开注浆泵，使浆液将注浆管中的气体驱出，然后，关掉排气阀，打开注浆管端阀门，准备注浆；

(7)打开激光片源发射器，调整激光面位置，打开CCD工业相机，并将数据收集系统中的数据收集软件打开并调试好；

(8)进行注浆试验。

8.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，

在注浆完成后，将注浆泵、模型箱清洗干净，防止水泥浆凝固堵住管路；使用PIV数据处理软件对数据进行处理，得到被注介质内部位移云图和矢量图，得到位移场和速度场的数据。