[发明专利]室内注浆试验装置及模拟注浆测试方法

说明书

本发明涉及注浆工程技术领域，具体公开了一种室内注浆试验装置，包括注浆单元、加载单元和测量单元，所述注浆单元包括注浆实验桶、注浆泵、注浆通道和注浆管，所述注浆泵通过所述注浆通道与所述注浆管连通；所述加载单元包括围压加载机构和伺服动力加载机构以模拟地层压力，所述伺服动力加载机构与所述注浆管刚性连接以提供竖向载荷；所述测量单元能够测量注浆引起的地层扰动参数。此外，本发明还公开了一种模拟注浆测试方法。本发明的室内注浆试验装置能够模拟实际工程中隧道‑注浆体‑地基的协同作用，从而研究注浆对周围地层扰动和动力响应影响规律。

技术领域

本发明涉及注浆工程技术领域，具体地，涉及一种室内注浆试验装置。此外，本发明涉及一种模拟注浆测试方法。

背景技术

目前，注浆技术经过不断的改进与发展，已广泛的被应用于地基加固、止水帷幕、防渗堵漏等方面。注浆是一个复杂的过程，加上地层的复杂性，导致浆液扩散理论较实际工程应用有很大差距，注浆参数往往都需要通过试验确定。于是，室内试验成为了研究浆液扩散规律的重要手段。

对于饱和软粘土地层,注浆会对周围地层产生扰动，导致土体结构性损伤和压缩性增大，从而引起地层工后主固结和次固结沉降持续发展。另外，隧道建成运营后的列车循环荷载也会导致扰动后的地基土发生可观的变形。上海、杭州等地的地铁隧道运营至今均发生了较大的累积沉降和不均匀沉降，这可能与施工期同步注浆和二次注浆引起的地层扰动有关。较大的注浆量或注浆压力可以在短期内有效控制隧道沉降，但同时也会引起土体的过大扰动并可能导致隧道在列车循环荷载作用下发生更大的长期沉降。目前，相关科研人员和施工企业针对注浆技术已展开了大量现场测试。然而，现场测试需要耗费大量的人力和物力，经济性差，同时，现场环境复杂，难以研究某特定因素的影响，如注浆参数、地层性质、循环荷载类型等。

有鉴于此，需要设计一种新型室内注浆试验装置，研究注浆对周围地层扰动和动力响应影响规律，进一步揭示软土地基盾构隧道工后沉降发展机理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种室内注浆试验装置，该室内注浆试验装置能够模拟实际工程中隧道-注浆体-地基的协同作用，反应注浆对周围地层扰动和动力响应影响规律。

此外，本发明还要解决的问题是提供一种模拟注浆测试方法，该模拟注浆对地基土扰动和动力响应的测试方法能够模拟实际工程中隧道-注浆体-地基的协同作用，反应注浆对周围地层扰动和动力响应影响规律。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种室内注浆试验装置，包括注浆单元、加载单元和测量单元，所述注浆单元包括注浆实验桶、注浆泵、注浆通道和注浆管，所述注浆泵通过所述注浆通道与所述注浆管连通；所述加载单元包括围压加载机构和伺服动力加载机构以模拟地层压力，所述伺服动力加载机构与所述注浆管刚性连接以提供竖向载荷；所述测量单元能够测量注浆引起的地层扰动参数。

作为本发明的一个具体结构，所述围压加载机构包括气囊和气压控制器，所述气囊套设于所述注浆实验桶的内壁中，所述气压控制器能够调节所述气囊的内部气压。

作为本发明的一个具体结构，所述伺服动力加载机构包括顶座、反力架、伺服动力加载装置和轴力计，所述顶座具有容纳所述注浆管的圆孔，所述反力架下端与注浆实验桶连接，上端与所述伺服动力加载装置连接，所述顶座与所述注浆管刚性连接，所述伺服动力加载装置通过所述轴力计对所述注浆管施加载荷。

优选地，所述注浆单元还包括流量计和压力计，所述流量计和压力计设于所述注浆通道上。

具体地，所述注浆管设有阀门，所述注浆管的管壁设有多个注浆孔。

优选地，所述注浆泵内设有搅拌器。

具体地，所述注浆实验桶的侧壁设有线路预留孔，所述注浆实验桶的侧壁的下部设有排水孔。