[发明专利]一种防渗材料渗透注浆室内试验装置

说明书

本发明公开一种防渗材料渗透注浆室内试验装置，由带搅拌器的储浆装置、注浆泵、电磁流量计、压力传感器、压力室、浆液收集罐、pH值测定仪、电导率仪、电子秤、图像采集系统、计算机系统组成。计算机系统自动采集相关数据，节省人力，数据记录完整，便于试验研究。计算机系统内置软件可以自动处理数据，实时显示渗透系数，实现了渗透系数快速测定和实时显示，便于开展室内试验研究。压力室有机玻璃筒上等间距布置有3个压力传感器。通过沿压力室不同高度布置的压力传感器，可以计算出土样在压力传感器之间渗透系数，能准确的反映注浆后渗透系数的降低情况。为了避免注浆过程中土样进入压力传感器，在有机玻璃筒内侧位置安装有滤网。

技术领域

本发明涉及注浆施工试验技术领域，特别是涉及一种防渗材料渗透注浆室内试验装置。

背景技术

注浆就是利用液压、气压或其它方法，通过注浆泵将具有胶凝能力的浆液注入土层(或岩层)中的裂隙、孔隙与空洞中，以填充、渗透、压密等方式挤走土颗粒间或岩石裂隙中的水分，将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个抗渗性能好、强度较高的整体，以达到改善土(岩)层性能为目的的一种施工方法。

在岩土工程、地下工程的注浆施工中，注浆机理主要有三种：渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆。渗透注浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气体，通过物理化学反应，浆液在孔隙中形成具有一定强度和低透水性的结石体，堵塞或充填孔隙，起到加固和防渗作用。渗透注浆基本不改变原状土的结构和体积，所用的注浆压力相对较小。适用于中砂以上的砾、砂性土。

减渗效果和可注性是评价一种防渗材料性能的最重要指标。减渗效果即防渗材料的防渗效果一般用渗透系数来评估。

传统的实验室测定渗透系数方法包括常水头试验法和变水头试验法两种。常水头法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。试验时，在透明塑料筒中装填饱和试样，打开阀门，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。待水头差和渗出流稳定后，量测经过一定时间内流经试样的水量，根据达西定可计算渗透系数。常水头试验适用于测定透水性大的砂性土的渗透系数。粘性土由于渗透系数很小，渗透水量很少，用这种试验不易准确测定，须改用变水头试验。变水头就是试验过程中水头差一直在随时间而变化。水流从一根直立的带有刻度的玻璃管和u形管自下而上流经土样。试验时，将玻璃管充水至需要的高度后，开动秒表，测记起始水头差，经过一定时间后，再测记终了水头差，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数的表达式。

除了防渗材料本身的防渗效果，在防渗材料的研究和应用中，浆液的可注性也非常重要。

在一般地层中注浆时，要取得良好的注浆效果，要求浆液在可泵期内保持很好的流动性，粘度增长不大，这就是所谓的可注性，这有利于浆液充分注入地层孔隙和裂隙中。浆液在缝隙中流动，浆液内部及浆液与孔壁之间将产生一定的摩擦阻力，这种阻力的形式和大小，也就是浆液的流变特性，是影响可注性的重要因素。浆液的可注性可以用注浆试验来研究和验证。

室内注浆试验是研究岩土体注浆的必不可少的必要手段。

上述传统的常水头试验法和变水头试验法对于渗透系数测定的时间较长，无法自动采集、记录数据，不利于开展实验研究；而且不能模拟防渗材料的可注性。另外，常水头试验法和变水头试验法测出的是整个土样的平均渗透系数，不能准确的反映某段注浆区域的渗透系数。

发明内容

本发明的目的是提供一种防渗材料渗透注浆室内试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过测定试验前后试样渗透系数的变化，定量评估防渗材料的减渗效果，还可实现渗透系数的准确、自动、快速测定；也可以开展防渗材料可注性研究，定性评估防渗材料的适用性。