[发明专利]一种模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验方法

权利要求书

1.一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，采用模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验装置实施，其特征在于，该室内试验装置包括：

试验组件：包括上下叠放并可相对水平移动的下剪切盒（16）和上剪切盒（13），所述下剪切盒（16）内依次安置有垫块（20）和混凝土板（19），所述上剪切盒（13）内布置有固结于所述混凝土板（19）表面上的试验土体（14），在试验土体（14）上还安装有加压钢板（12）和界面剪切仪，所述的上剪切盒（13）底部还预留有用于实现模拟桩端后注浆浆液上返的注浆口；

注浆组件：包括空气压缩机（1）和储浆罐（9），所述储浆罐（9）内装有试验用水泥浆液（5），其顶部通过进气管连接所述空气压缩机（1），底端通过进浆管（11）连接所述注浆口；

注浆口的设置位置满足：注浆方向平行于下剪切盒（16）与上剪切盒（13）的水平相对移动方向；

该试验方法包括以下步骤：

（一）：在试验组件中的下剪切盒（16）中依次放入垫块（20）与混凝土板（19），然后，在上剪切盒（13）的底部的设计注浆位置加工注浆孔（22），接着，分层将试验土体（14）填入上剪切盒（13）内，再将试验土体（14）压密，最后，将叠放的下剪切盒（16）和上剪切盒（13）推入界面剪切仪中，通过加压钢板（12）使试验土体（14）加压固结于混凝土板（19）上；

（二）：安装好空气压缩机（1）和储浆罐（9），并通过注浆管连接注浆孔（22）；

（三）：在储浆罐（9）内装入试验用水泥浆液（5），调节空气压缩机（1）使得储浆罐（9）内达到预定注浆压力值；

（四）：维持预定注浆压力值，并开始对试验土体（14）与混凝土板（19）接触面处注浆，注浆完成后，关闭注浆组件，测试经过桩端后注浆的试验土体（14）与混凝土板（19）的接触面的理化性能。

2.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，所述的储浆罐（9）顶端采用法兰顶盖（8）封住，在法兰顶盖（8）上设置有泄压阀（4）、加压孔（24）、入浆口（6）和第二调压阀（7），所述进气管穿过加压孔（24）并连通储浆罐（9）内部，在进气管上还布置有压力表（2）和第一调压阀（3），在进浆管（11）上还设置有注浆阀（10）。

3.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，所述的下剪切盒（16）与上剪切盒（13）的接触位置还设有减摩擦垫块（23）。

4.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，所述的上剪切盒（13）采用固定螺栓（18）固定安装，所述下剪切盒（16）底部设置有可使其水平移动的滚轮（21）。

5.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，所述的注浆口为圆孔，在注浆口处安装有与其匹配的PC螺纹直通头（15），通过注浆管连接所述PC螺纹直通头（15）实现注浆。

6.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，所述的储浆罐（9）侧壁采用透明有机玻璃制成，在储浆罐（9）侧壁上还标有容积刻度。

7.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，步骤（一）中，对试验土体（14）加压固结时，在固结完成后进行卸荷至设计法向压力，且卸除法向压力的速度与固结时施加固结的法向压力的速度一致，并在试验土体（14）变形稳定后维持设计法向压力的同时实行注浆；

步骤（三）中，水泥浆液（5）中加入有着色剂，水泥浆液（5）的注浆量为0~1L，预定注浆压力值为0~0.8MPa；

步骤（四）中注浆时采用两种注浆模式，分别为注浆量控制模式和注浆压力控制模式，其中，当采用注浆量控制模式时，首先将设计注浆量的水泥浆液（5）加入储浆罐（9）中，根据不同的预定注浆压力值分别将设计注浆量的水泥浆液（5）完全注入到试验土体（14）与混凝土板（19）接触面处，即完成；当采用注浆压力控制模式时，调节储浆罐（9）中预定注浆压力值维持在设定值，根据不同注浆量分别将水泥浆液（5）注入到试验土体（14）与混凝土板（19）接触面处，即完成。

8.根据权利要求1所述的一种模拟桩端后注浆浆液上返的试验方法，其特征在于，试验土体（14）与混凝土板（19）接触面的理化性能包括不同注浆工况和卸荷工况下试验土体（14）与混凝土板（19）接触面应力应变关系、接触面剪胀剪缩性、浆液扩散范围以及注浆模式转变规律，其中，

试验土体（14）与混凝土板（19）接触面应力应变关系通过采集界面剪切仪反馈的剪切应力与对应剪切位移数据进行分析评价；

接触面剪胀剪缩性通过采集竖向位移与对应的剪切位移数据进行接触面剪胀剪缩性分析；

浆液扩散范围包括浆液上返高度与浆液空间分布规律，其中，浆液上返高度通过测量注入的水泥浆液（5）凝固后的水泥浆块沿浆液流动方向的距离得到，浆液空间分布规律通过测量凝固后的水泥浆块在XYZ三个方向的空间分布尺寸进行评价；

注浆模式转变规律通过观察水泥浆液（5）周围土体性状以及测量注浆后试验土体（14）的密度来评价不同注浆工况和卸荷工况下注浆模式从渗透注浆到压密注浆再到劈裂注浆的转变规律。