[发明专利]用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置及方法

权利要求书

1.一种用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，包括模型箱系统、供水系统、注浆系统；

所述模型箱系统包括模型箱、底端密封的模型桩；所述模型箱内填充有土体，所述土体内设置有模拟钻孔，所述模拟钻孔的直径大于所述模型桩的直径；所述模型桩同轴设置在所述模拟钻孔内，所述模型箱的侧壁设置有若干横向进水口，所述模型箱的底壁设置有若干横向出水口和若干竖向进水口，所述模型箱的顶壁设置有若干竖向出水口；

所述供水系统包括横向供水子系统和竖向供水子系统，所述横向供水子系统的出水口与所述横向进水口连通，所述竖向供水子系统的出水口与所述竖向进水口连通。

所述模型桩上设置有若干用于向所述模型桩和所述土体之间的间隙注浆的注浆孔；所述注浆系统的出浆口与所述注浆孔连通。

2.根据权利要求1所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，所述模型箱的顶板与所述土体之间铺设有第一透水石层，所述侧壁与所述土体之间铺设有第二透水石层，所述模拟钻孔的底端与所述底板之间均匀的铺设有第三透水石层；所述横向出水口对应所述第二透水石层的设置位置设置在所述底板上，所述竖向进水口对应所述第三透水石层的设置位置设置在所述底板上。

3.根据权利要求2所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，所述顶板上竖向设置有若干出水管，若干所述竖向出水口沿所述出水管的竖直方向间隔的设置在所述出水管上。

4.根据权利要求1所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，所述竖向供水子系统包括第一进水管、竖向供水池、第一灌水机；

所述第一进水管的一端与所述竖向进水口连通，另一端与所述竖向供水池连通；所述竖向供水池与所述第一灌水机的出气口连通。

5.根据权利要求4所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，所述第一进水管上设置有第一转子流量计、第一阀门。

6.根据权利要求4所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，所述竖向供水池上设置有第一压力表和第一排气阀。

7.根据权利要求5所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，所述供水系统包括第一蓄水池，所述竖向供水子系统还包括第一抽水泵和第一抽水管；所述第一抽水管的一端设置在所述第一蓄水池内，另一端与所述第一抽水泵的抽水口连通，所述第一抽水泵的出水口与所述竖向供水池连通。

8.根据权利要求5所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置，其特征在于，还包括水循环系统，所述水循环系统包括净水池、用于接收从所述模型箱流出的水的第二蓄水池，所述净水池通过虹吸管与所述第一蓄水池连通。

9.一种采用如权利要求1～8任一项所述的用于测试随钻跟管桩桩侧注浆液抗水性能的装置测试注浆液抗水性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在无水状态下向所述间隙注浆，取所述间隙内的部分注浆液并获取该注浆液的水灰比、密度、稠度、流动度、抗压强度、弹性模量、屈服强度；待所述间隙内的所述注浆液凝固到预定的强度后，获取所述注浆液的三维空间几何尺寸；

打开所述供水系统，在有水状态下向所述间隙注浆，待所述模型箱的出水时长达到预设时间后，取所述间隙内的部分注浆液并获取该浆液的水灰比、密度、稠度、流动度、抗压强度、弹性模量、屈服强度_；待所述注浆液凝固到预定的强度后，关闭所述供水系统并获取所述注浆液的三维空间几何尺寸；

根据无水状态和有水状态下的注浆液的水灰比、密度、稠度、流动度、抗压强度、弹性模量、屈服强度的变化值以及无水状态和有水状态下凝固的注浆液的三维空间几何尺寸的变化特征，判断注浆液的抗水性能。

10.根据权利要求9所述的测试注浆液抗水性能的方法，其特征在于，打开所述供水系统之前，还包括如下步骤：

关闭所述横向供水子系统，打开所述竖向供水子系统，直至所述竖向进水口的进水量和所述竖向出水口的出水量平衡；

关闭所述竖向供水子系统，打开所述横向供水子系统，直至所述横向进水口的进水量和所述横向出水口的出水量平衡；

打开所述竖向供水子系统和所述横向供水子系统，直至所述竖向进水口的进水量以及所述横向进水口的进水量与所述述模型箱的出水量平衡。