[发明专利]一种松散体渗透注浆模拟试验方法

说明书

本发明公开了一种松散体渗透注浆模拟试验方法。利用恒压围压泵通过水孔向水囊胶套中注入高压水提供围压，其提供的围压大于注浆压力；注浆时瓣膜胶套借助围压紧密包裹松散体，在围压大于注浆压力的条件下，确保松散体注浆为渗透注浆，避免了压密注浆和劈裂注浆等注浆方式对注浆效果的影响。本发明操作方便、能够真实模拟渗透注浆加固松散体，通过瓣膜胶套包裹松散体，借助水囊胶套对松散体加压模拟地应力环境；通过调节恒压围压泵和注浆泵压力使围压大于注浆压力，能够模拟松散体渗透注浆过程；注浆结束后，瓣膜胶套包裹的固结松散体能够完整取出进行研究；本方法得到的试验结果对实际工程设计具有指导意义。

技术领域

本发明涉及一种松散体渗透注浆模拟试验方法，适用于实验室模拟松散体渗透注浆。

背景技术

松散体渗透注浆加固是岩土工程中常见的问题，注浆过程中浆液扩散规律和注浆加固后松散体力学性能是松散体注浆加固实践的关键。现场施工过程中，松散体多是在一定的地应力场中，尤其是深部岩土工程，因此，实现松散体注浆试验实验室模拟，对实际松散体注浆工程具有很重要的意义。

但是，现有的实验室松散体注浆模拟试验装置多采用填充注浆试验，不能重现地应力环境，注浆固结后的松散体固结形态分析过程也很困难。如中国专利CN 105527384A公开的一种注浆模拟试验装置及其试验方法，其存在无法施加地应力、浆液扩散过程监测困难且不方便取出注浆加固松散体的问题。因此如何真实再现现场地应力环境，实现浆液示踪和方便注浆固结后的松散体固结形态分析，是急需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种操作方便，能够真实模拟松散体渗透注浆加固松散体的应力状态、可以实现浆液示踪并方便注浆固结后的松散体整体取出进行浆液扩散规律和强度分析，得到的试验结果对实际工程设计具有指导意义的渗透注浆模拟试验方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种松散体渗透注浆模拟试验方法，包括以下步骤：

(1)松散体充填、加压：固定出浆口螺杆，将双胶套围压加载器竖直放置使出浆口螺杆与地面贴合，在组成瓣膜胶套的半筒套环向密封圆弧和径向密封圆弧上涂抹凡士林用于加强密封效果，将瓣膜胶套缓慢放入双胶套围压加载器内部，使其外壁与水囊胶套内壁贴合；将现场取样的松散体缓缓放入瓣膜胶套内部至与瓣膜胶套的顶部平齐，拧紧注浆口螺杆；现场实测垂直地应力为σ₁，启动恒压围压泵，恒压围压泵将高压水源中的高压水泵出并通过围压管路输入水囊胶套中，根据现场地应力水平施加围压σ₁，稳压10min；

(2)调试监测：启动监测主机，确保监测主机能够获得泵压传感器、注浆口压力传感器、围压传感器和电阻率感应元件的数据；

(3)设置注浆参数：将制备超细水泥浆液的浆液倒入储浆罐内，开启搅拌机持续搅拌；启动注浆泵，设置注浆泵的压力P，使其与现场注浆压力相同，恒压围压泵的压力σ₁与注浆泵的压力P满足公式一，确保双胶套围压加载器密封安全、注浆过程为渗透注浆：

σ₁-P>1MPa 公式一

(4)注浆：开启注浆泵，并同时启动监测主机开始监测，通过泵压传感器获得注浆结束过程中注浆泵出口压力、通过注浆口压力传感器获得双胶套围压加载器的入口处压力、通过围压传感器获得恒压围压泵的出口压力、通过各个电阻率感应元件获得不同位置的松散体电阻变化；

(5)停止注浆：对于孔隙率较大的压实松散体，当浆液在从出浆口流出时刻为停止注浆时刻；对于粒径较小、孔隙率较小的压实松散体，浆液扩散距离有限，当电阻率感应元件获得的电阻率值稳定后为停止注浆时刻，此时先停注浆泵，静置5min，然后停止恒压围压泵，开启手动开关阀泄压、放出高压水；