[发明专利]注浆改造岩土体渗透性能智能测量试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种注浆改造岩土体渗透性能智能测量试验装置，包括试验筒，所述试验筒包括上下开口的筒体，所述筒体由三个相同的瓣膜连接组成，筒体上下部分别设置有顶盖和底盖，所述顶盖中部设置有与外部进水装置相连通的开口，底盖为圆环形，底盖的中心圆口下部对应设置有漏斗，顶盖、底盖和漏斗的上边缘上对应设置有多个螺栓孔，密封螺栓穿过前述螺栓孔将顶盖、底盖、筒体和漏斗固定连接在一起；所述漏斗的出口连接出水管道，出水管道上连接有金属管浮子流量计，出水管道出口对应设置有烧杯；所述外部进水装置上设置有压力控制器，压力控制器和金属管浮子流量计均通过无线模块与控制装置相连。本发明同时还公开了利用该装置的试验方法。

技术领域

本发明涉及一种岩土试验技术，尤其是一种注浆改造岩土体渗透性能智能测量试验装置及试验方法。

背景技术

渗透性是岩土体重要的水力学参数，很大程度上决定了岩土体的强度、变形等性质，对工程设计至关重要，并且影响工程建设的稳定性。当工程建设遇到渗透性较好的岩土层，若施工不当极易引发突水突泥灾害，造成惨重的人员财产损失。

注浆技术常用来减弱岩土体的渗透性、提高岩土体强度，以达到堵水、增强岩土体稳定性的目的。为评价注浆效果，可通过取样，加工规则试样，利用室内力学试验仪器开展力学试验进行强度测试。而渗透性测试需比较注浆前被注介质和注浆加固体的渗透性，即比较注浆前后被注介质渗透系数的变化。

如何准确、快速的测量注浆加固体的渗透系数是评价注浆效果的一个难题，目前注浆加固体渗透性测试存在较大的困难：

一是加固体样品和试验仪器之间存在不规则的环形空隙，试验过程中水及其他流体将在环形空隙中产生优势渗流，导致试验结果偏大，存在较大的误差；

二是弱胶结岩体注浆加固体具有低强度(查文献得知，部分加固体单轴抗压强度不足1.0MPa)和低渗透性的特点，若通过外部增加橡皮套等方式紧固试样，容易造成试样破坏，导致试验失败；

三是常规的土力学试验方法，常水头或变水头测试时，试验周期长，效率较低，耗费人力。

亟待研究一种针对测量渗透系数极小注浆加固体的智能试验装置及试验方法。

中国专利申请CN 109060631 A公开了一种变水头渗透系数的测量系统和测量方法，该系统包括储液系统、试验系统、控制系统和数据处理系统，通过这四个系统的配合实现自动化测量渗透系数并极大的缩短了试验周期。而在渗透系数测量过程中，试样外侧与试验筒之间的渗流通道极大的影响了结果的准确性，该专利采取凡士林密封此通道，密封效果欠缺。

中国专利申请CN 105866337 A公开了一种高压下泥水盾构开挖面泥浆成膜及泥膜气密性测试装置及方法，装置包括气压源、放置于恒温箱内的泥浆渗透室、反压装置与集水装置；泥浆渗透室是钢制模型筒结构。此专利的主要目的是研制一种注浆试验装置，模拟泥浆在地层中渗透扩散形成泥膜过程，然后通过充入压力气体检测泥膜的密闭性及耐压能力，不能对注浆试验获得的常规的加固体试样进行渗透性测试，评价注浆加固效果。

中国专利CN 101893617 B公开了一种测试限排抗水压隧道注浆圈水压折减规律的试验装置，包括压力腔、模拟隧道、加压设备和量测设备，主要用于注浆圈水压折减规律的测试，其中注浆圈采用人工配置的均匀的相似材料替代，难以反映真实注浆条件下加固体状态，仅能反映注浆圈厚度改变引起的阻水性能变化。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种注浆改造岩土体渗透性能智能测量试验装置及试验方法，该装置简便易操作，占用空间小，试验方法清晰，试验结果准确，通过此试验装置可准确测量弱胶结岩土体注浆加固体的渗透系数。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：