[发明专利]测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置及方法

说明书

本发明涉及高聚物注浆技术领域，具体涉及一种测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置及方法，包括上凹槽和下凹槽连接后用螺母固定后形成的空腔、温度调节控制模块、空气加湿雾化模块和绝缘保温隔热片。本发明通过空气加湿雾化模块和温度调节控制模块对空腔内的湿度和温度进行调节，模拟真实的注浆环境条件，可研究不同环境条件对高聚物注浆材料与土体间膨胀作用力的影响规律，为高聚物注浆工程的施工设计提供了重要的理论数据。

技术领域

本发明涉及高聚物注浆技术领域，具体涉及一种测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置及方法。

背景技术

高聚物注浆技术是指采用导管注浆的方式将高聚物材料直接注入土体，以达到修复土体空洞裂隙等病害的目的，目前该技术已在交通、水利和市政等各类基础工程设施加固修复领域取得了成功应用。高聚物注浆材料在固结过程中对周围土体有较强的膨胀力作用，从而可以挤密土体、抬升上部结构等，探究高聚物注浆材料对土体间的膨胀作用力对高聚物注浆工程的施工设计而言有重要的理论意义。

目前对于高聚物注浆材料对土体的膨胀作用力，通常是根据高聚物注浆材料的体积膨胀系数或基于密闭器具的高聚物注浆材料膨胀力测试这两种方法进行研究，其主要问题在于：方法1的体积膨胀系数为自由条件下的膨胀系数，忽略了高聚物注浆材料在膨胀固结过程中土体对其约束作用；方法2只能获得接触面位置处的膨胀力，对于土体内距离接触面不同位置处所受作用力的特征无能为力；此外，这两种方法都无法考虑真实注浆工程中土体的湿度、温度等环境条件对高聚物注浆材料与土体间膨胀作用力的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置及方法，用于解决上述问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置，包括

测试空腔，由上凹槽和下凹槽连接后用螺母固定后形成，用于容纳土体及高聚物注浆材料；

温湿度调节控制单元，设置于所述测试空腔内，用于调节温度和湿度以使得所述测试空腔内的湿度和温度达到设定值；

绝缘保温隔热片，设置于测试空腔的外侧，用于隔离热量，保证其内温度处于稳定态。

更进一步的，所述测试腔体内填充有土体并在土体的预定位置埋设薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器通过导线孔连接外部主控单元。

更进一步的，所述测试腔体上凹槽顶部设有注浆孔、观测孔和贯通式螺栓孔。

更进一步的，所述测试腔体下凹槽底座的固定设有带螺纹的连接杆，且右侧挡板预留有导线孔。

更进一步的，所述上凹槽通过连接杆和固定螺母与所述下凹槽连接固定。

更进一步的，所述温湿度调节控制单元包括温度调节控制模块和空气加湿雾化模块，其中，所述温度调节控制模块固定于所述上凹槽右侧挡板，所述空气加湿雾化模块固定于所述上凹槽顶部。

更进一步的，所述温度调节控制模块由温度调节控制器和PTC陶瓷直流电加热板组成，其中，所述PTC陶瓷直流电加热板固定镶嵌于所述上凹槽右侧挡板内。

更进一步的，所述空气加湿雾化模块由空气加湿雾化器和加湿导管组成，其中所述加湿导管连接注浆孔和观测孔。

第二方面，本发明提供了一种测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的方法，所述方法执行时，使用第一方面所述的测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置，包括以下步骤：

S1将土体填入测试空腔，在预定位置处埋入薄膜压力传感器，并将测试空腔进行固定；

S2同时打开空气加湿雾化器和温度调节控制器，待湿度和温度达到设定值后关闭空气加湿雾化器和温度调节控制器；