[发明专利]一种均匀加载条件下注浆加固材料成型装置及方法

说明书

本发明公开了一种均匀加载条件下注浆加固材料成型装置及方法，装置包括储液容器，平流泵，试模，高压罐，高压气瓶，压力表和四通管件；利用试模把浆液封闭起来，进而通过水压对浆液施加压力，模拟浆液在破碎岩体中的受力状态，从而制备符合实际条件的试样，进而可以真实有效地检验注浆材料的性能。另一方面，在水压作用下，橡胶发生压缩变形，当水压撤掉后，橡胶发生膨胀变形，试样与橡胶管分离，有利于脱模；同时，试模内置钢圈，第一钢圈内径大，对应内部橡胶管厚度大，在浆液挤压下，橡胶管发生的变形大，形成的试样直径大，反之，第二钢圈一端试样直径小，从而形成的试样一端大、一端小，进一步有利于试样脱模。

技术领域

本发明属于注浆材料性能测试技术领域，尤其是一种均匀加载条件下注浆加固材料成型装置及方法。

背景技术

破碎岩体是地下工程建设中常见的不良地质条件，破碎岩体具有强度低、胶结力差、受力变形不协调等特点，时常诱发冒顶塌方、结构大变形及突涌水等灾害。据统计，在地下工程（非矿山领域）修建过程中，因围岩破碎软弱导致的垮落、塌方及大变形分别占各领域安全事故的30~50%；在矿山工程领域中，因顶板围岩破碎软弱，导致冒落、塌方等事故的数量排在矿山安全事故首位，所造成的人员伤亡占34%。在治理破碎岩体方面，注浆法得到了广泛应用。通过注浆可以提高破碎岩体的胶结强度，降低空隙率，增强结构面抗滑、抗剪能力，改善破碎岩体力学性质与整体稳定性。

在注浆法中，注浆材料性质是非常关键的要素，它的优劣决定了注浆效果的好坏。以往测试注浆材料性能时，试件通常是在开放空间内形成的，即材料浆液在凝固过程中没有受到外界的约束作用。这就与工程实际有所偏离，在工程现场中，浆液是在高压作用下沿着破碎岩体缝隙进入岩体内部，受到岩体的约束而保持高压，这样就有别于开放空间内试件的力学性能。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种结构简单、可模拟工程实际的约束条件并制备实验试样的均匀加载条件下注浆加固材料成型装置及方法。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种均匀加载条件下注浆加固材料成型装置，其包括

储液容器，用于提供均匀加载所需的液体；

平流泵，其进口与储液容器通过进液管连接；

试模，用于容置待成型的加固浆液；

高压罐，其上部为可启闭结构且用于容置试模；

高压气瓶，输出高压气体且用于提供均匀加载所需的压力；

压力表，用于探测高压罐的压力；

四通管件，具有四个接口且分别与高压罐、高压气瓶的出气端、压力表的探测端和平流泵的出口连接，其中，平流泵的出口与四通管件之间通过出液管连接且出液管上设有第一阀门，高压气瓶与四通管件之间通过高压气管连接且高压气管上分别设有减压阀和第二阀门。

进一步，所述的减压阀设于第二阀门与高压气瓶之间。

进一步，所述的高压罐包括罐体和上盖；所述的罐体为上端敞开的筒状结构，其上端面边缘沿远离罐体中心方向水平延伸有水平延伸部，所述的上盖盖设于罐体上端面且通过螺栓与罐体的上端面的水平延伸部可拆卸固定连接，所述的上盖上还设有与四通管件连接的通孔，该通孔可以为内螺纹通孔，四通管件上对应连接的接口设为外螺纹接口，该罐体的直径、高度为试模直径、高度的1.2～1.6倍。

优选的，所述的高压罐还包括第一密封圈，所述的第一密封圈设于罐体与上盖贴合的端面之间。