[实用新型]一种裂隙岩体应力模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种裂隙岩体应力模拟装置，其特征在于：包括反力架、千斤顶和给千斤顶提供动力的供油系统，所述反力架为竖直放置的方形反力架，所述方形反力架的每个边内侧至少设有一个千斤顶，方形反力架内的多个千斤顶之间组成用于安装所述裂隙岩体试验装置的空间，通过反力架内上下方向的千斤顶为裂隙岩体试验装置模拟自重应力，通过左右方向的千斤顶模拟构造应力，所述裂隙岩体试验装置用于夹持安装裂隙岩体试样。利用本实用新型的裂隙岩体注浆模拟可视化试验系统可以模拟在自重和构造应力共同作用下浆液在裂隙岩体中流动状态，观测浆液的迁移扩散过程以及不同位置处浆液流速和压力的变化。

技术领域

本实用新型属于岩土工程领域，涉及一种岩土工程中注浆模拟试验装置，尤其是一种裂隙岩体应力模拟装置。

背景技术

地下岩体开挖卸荷过程中，工程岩体内部产生大量节理、裂隙，严重时易发生失稳破坏，影响围岩稳定与工程安全。注浆是修复裂隙岩体、提高围岩强度的重要手段之一。浆液在裂隙岩体内的扩散路径和范围是判定注浆效果的重要参考。目前，国内外学者对单一裂隙浆液流动扩散规律做了大量理论推导。但是，理论研究与数值仿真均需对工程地质条件及注浆方式做出简化，其研究结果与现场实际存在一定的误差；而现场原位试验则难以直观观测浆液在裂隙的流动和分布情况。相对而言，室内模拟试验可较好的弥补以上研究手段的不足，可以获取注浆过程的相关参数。胡巍等（2013年）通过注浆模型试验，发现注浆前后岩体剪切强度未发生明显变化，甚至少部分岩样剪切强度降低；相似的试验结果也被张伟杰等（2015年）发现，这明显与现场情况是不符的。分析主要原因在于传统的注浆模拟试验研究未考虑地应力的影响。因此开展地应力下裂隙岩样注浆模型试验是正确认识注浆加固机理的关键。目前已开发的岩体注浆模拟仪器有：

CN 201910361886.5公布了一种水平注浆口注浆扩散形态的模拟试验装置，包括受灌体、围压荷载控制系统、渗流水压加载控制系统、注浆控制系统、数据采集系统和废液回收箱。

CN201811491070.6公布了一种模拟多主控变量的可视化裂隙注浆试验装置及方法，包括可视化裂隙注浆平台，注浆孔和注浆系统。

CN201811628638.4公布了一种可视化检测裂隙注浆模拟试验装置及试验方法，包括注浆池，试验箱体和注浆泵。

CN201910022454.1公布了可模拟实际工况的砂层三维注浆试验装置及其试验方法，其可根据实际注浆需求模拟不同的地应力条件和不同孔隙水压，包括底座、压力罩和试样室。

CN201710988965.X公布了一种多功能室内土体注浆模拟试验装置及其试验方法，包括依次连接的注浆机构、试验腔室以及控压机构。

CN201711190560.8公布了一种气压驱动松散体注浆模拟试验装置及试验方法，包括顶部密封盖、中部筒形注浆平台主体和底座。

CN201310351203.0公开了一种可视化交叉裂隙动水注浆试验装置，包括浆液收集装置和交叉裂隙平台。

虽然这些装置在一定程度上能够模拟岩体或者土体浆液扩散过程，但无法模拟自重和构造应力作用下裂隙岩体注浆可视化观测过程，以及测量裂隙各个位置处压力和流速变化。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种用于裂隙岩体注浆模拟可视化试验系统的裂隙岩体应力模拟装置，可以实现在自重和构造应力作用下裂隙岩体注浆模拟试验与分析。该装置考虑了初始地应力条件对裂隙注浆扩散及凝胶封堵的影响，并全程实现可视化，采用高速摄像机和压力传感器对注浆不同位置的速度和压力进行实时采集，并通过与计算机终端连接实现了试验过程的自动化量测。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：