[发明专利]一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置及使用方法，一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置，它包括用于模拟水环境的水环境模拟装置；用于获取水下构筑物裂隙的水下拓印装置；用于注浆封堵的注浆封堵试验装置。本实验装置实现了水下注浆过程可视化，且这套方法可模拟裂隙在各种环境下的注浆过程，从而找到合适的注浆方法与材料，并确定最佳的抽注点，使在正式施工中更方便，裂隙封堵效果更佳，减少人力物力成本。

技术领域

本发明设计一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置及使用方法，具体是通过对裂隙建模，在水箱模拟实际条件进行试验的一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化方法及装置。

背景技术

随着我国国国民经济建设的快速发展，跨海大桥、水下隧道等水下工程建设越来越多，而如何解决水下构筑物裂隙的修补问题一直是此类工程急于解决的。同普通施工相比，水下注浆封堵裂隙的难度更大，水压、注浆材料的选择、抽注方法都对水下注浆有极大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置及使用方法，本实验装置实现了水下注浆过程可视化，且这套方法可模拟裂隙在各种环境下的注浆过程，从而找到合适的注浆方法与材料，并确定最佳的抽注点，使在正式施工中更方便，裂隙封堵效果更佳，减少人力物力成本。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置，它包括用于模拟水环境的水环境模拟装置；用于获取水下构筑物裂隙的水下拓印装置；用于注浆封堵的注浆封堵试验装置。

所述水环境模拟装置包括用于盛水的透明玻璃水箱，所述透明玻璃水箱的内侧壁上设置有多个不同位置的高清摄像机，所述透明玻璃水箱的内部中间部位安装有空间任意角底座，所述空间任意角底座的顶部用于放置裂隙实体透明模型。

所述透明玻璃水箱采用可加压水箱。

所述裂隙实体透明模型用采用3D打印机以透明树脂为材料，打印制成的裂隙实体模型；将模型分隔开，成为两半可分开结构，可分开取出填充物，在侧壁安装光纤压力传感器、光纤位移传感器以测压力，在自选的抽注位点插入注浆封堵试验装置的注浆管、排气/水管与注浆机、抽水机相通，辅以原始应力夹具模拟来自构筑物自身的压力。

所述原始应力夹具用于模拟真实情况下除水压的其他压力。

所述水下拓印装置主体为半球形，采用两层不同材质连接而成，在顶部硬质层设置孔洞并伸入抽气管，用于排气排水；采用弹性大、可变形的材料制成的弹性变形层连接在顶部硬质层的下侧壁，制备成一定厚度的半球状外壳，内部中空；在弹性变形层底部预设强力吸盘，再用防水胶带将装置整体缠绕，最后涂上防水漆，防止漏水。

所述注浆封堵试验装置包括注浆管、排气/水管、注浆机、抽水机、磁性诱导子、磁性导向式自汇聚注浆材料和速凝剂；所述磁性诱导子磁性导向式自汇聚注浆材加入浆液后，可观察不同磁性混合物条件下距离变化、管注入影响范围及水是否离析影响，且可观察是否完全封闭及观察停止条件。

一种研究水下构筑物裂隙封堵的可视化装置的使用方法，包括以下步骤：

对于水域浅的构筑物：

Step1：在退潮时或枯水期，先用超声波振动对裂隙上附着物进行清创，用硅胶拓片在裂缝里加脱模剂，找到裂隙模型原型；

Step2：对模型三维扫描，运用3D打印技术以透明树脂为材料制成裂隙实体透明模型，裂隙实体透明模型为两半可分开结构，利于取出补充物定量分析；

Step3：在裂隙实体透明模型侧壁加光纤压力传感器，并由此检测压力；

Step4：调整空间任意角底座的角度，使模拟更贴近实际，调整后将裂隙实体透明模型放置在空间任意角底座上；

Step5：用原始应力夹具夹紧在模型上，模拟除水压外的其它压力；