[发明专利]一种超声波辅助压力注浆的可视化测试设备及实验方法

说明书

本发明提供了一种超声波辅助压力注浆的可视化测试设备及实验方法，它包括中心部位加工有注浆孔的模拟岩样，所述模拟岩样的注浆孔内部固定安装有钢管，所述钢管的端头竖直伸出至注浆孔的孔外，所述钢管的外伸端安装有加热装置，所述模拟岩样的顶部固定有钢板，所述钢管穿过钢板的中心孔；所述可视化测试设备还配备有超声波振动装置，所述超声波振动装置包括超声波发生器和超声波振动棒。能够实现超声波对浆液振动的同时在岩样上施加不同的轴向压力或改变浆液的温度或有一定的围压的情况下，测试岩样的注浆效果。

技术领域

本发明属于超声波辅助压力注浆技术领域，涉及一种超声波辅助压力注浆的可视化设备及实验方法。

背景技术

隧道锚杆支护在控制隧道围岩变形中起着至关重要的作用，目前较多隧道锚杆支护设计采用中空锚杆或自进式中空锚杆，

但在打锚杆的过程中，锚杆附近的围岩会出现裂隙，这会降低锚杆的抗拔能力，利用超声波振动浆液让更多的浆液渗透到裂隙里面去，让锚杆固结得更好，从而可提高锚杆的抗拔。本发明可模拟这一过程，看出实际效果。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种超声波辅助压力注浆的可视化测试设备及实验方法，能够实现超声波对浆液振动的同时在岩样上施加不同的轴向压力或改变浆液的温度或有一定的围压的情况下，测试岩样的注浆效果。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种超声波辅助压力注浆的可视化测试设备，它包括中心部位加工有注浆孔的模拟岩样，所述模拟岩样的注浆孔内部固定安装有钢管，所述钢管的端头竖直伸出至注浆孔的孔外，所述钢管的外伸端安装有加热装置，所述模拟岩样的顶部固定有钢板，所述钢管穿过钢板的中心孔；所述可视化测试设备还配备有超声波振动装置，所述超声波振动装置包括超声波发生器和超声波振动棒。

所述模拟岩样采用透明材质制成，所述模拟岩样上设置有多裂隙。

所述钢板顶部的钢管上套装有螺母，所述钢管与螺母相配合的位置加工有外螺纹，并构成螺纹传动配合。

所述超声波振动棒整体伸进浆液。

所述模拟岩样的注浆孔内部填充有浆液，所述浆液内部填充有高聚物添加剂。

所述高聚物添加剂采用聚乙烯氧化物。

所述模拟岩样的外部套装有由透明的柔性材料做成的套管，并将模拟岩样密封住。

所述模拟岩样采用类岩石树脂材料制成。

所述钢板上设置有永磁铁，在模拟岩样的底部安装有电磁铁，所述电磁铁与永磁铁相配合，并产生电磁吸力。

任意一项所述一种超声波辅助压力注浆的可视化测试设备的顶部实验方法，其特征在于它包括以下步骤：

Step1：平整场地，清理场地上周围碎石及杂物；

Step2：将注浆管伸入到模拟岩样的注浆孔内部，启动注浆机对模拟岩样进行正常注浆或高压注浆；

Step3：注浆完成后，拔出注浆管，将超声波振动棒伸入注浆孔内部，启动超声波发生器调节功率；

通过Step1～Step3，实现在正常注浆或高压注浆的情况下，测试超声波辅助岩样的注浆效果；

Step4：通过启动加热装置，改变浆液的温度；

通过Step1～Step4，实现在正常注浆或高压注浆的情况下，改变浆液温度，测试超声波辅助岩样的注浆效果；

Step5：重复Step1～Step3后，通过拧动钢管上的螺母，对模拟岩样施加轴压；

通过Step5实现在正常注浆或高压注浆的情况下，对模拟岩样施加压力，测试超声波辅助岩样的注浆效果；