[发明专利]一种可用于模拟裂隙岩体注浆颗粒堆积效果的可视化装置

权利要求书

1.一种可用于模拟裂隙岩体注浆颗粒堆积效果的可视化装置，其特征在于：包括浆液基础参数测量系统和注浆模拟系统,所述浆液基础参数测量系统包括压力表和流量计，所述注浆模拟系统包括注浆管、渗流管、刚性板、柔性橡胶和刚性压板；所述压力表设置在注浆管的上游端，所述流量计设置在注浆管的上游端和下游端，所述渗流管设置在注浆管的中部，所述注浆管横截面为圆形，所述渗流管横截面为方形，所述渗流管两端通过偏心天方地圆连接件与注浆管连接，所述渗流管中部设置有两块刚性板，所述两块刚性板上下对称设置，所述刚性板一端通过柔性橡胶与渗流管内壁连接，所述刚性板另一端悬空设置，所述刚性板悬空的一侧设置有刚性压板，所述刚性压板通过可调旋钮设置在渗流管上，所述可调旋钮贯穿渗流管并抵接在刚性压板上，所述刚性压板与刚性板连接；所述可视化装置的实验方法如下：

(1)、基于某一特定工程地质条件打钻取芯，对岩芯裂隙进行分析，获取岩体裂隙赋存参数；

(2)、首先，准备压力表、液体流量计、注浆管和高刚度高强度透明亚克力；其次，将亚克力材料制作刚性板和方形渗流管，将两块刚性板上下对称设置在方形渗流管中部，将刚性板一端通过柔性橡胶与渗流管内壁连接，将刚性板另一端悬空设置，在所述刚性板悬空的一侧设置有刚性压板，将刚性压板通过可调旋钮设置在渗流管上，将可调旋钮贯穿渗流管并抵接在刚性压板上，将刚性压板与刚性板连接；最后，将压力表设置在注浆管的上游端，将流量计设置在注浆管的上游端和下游端，将渗流管设置在注浆管的中部，所述注浆管横截面为圆形，将渗流管两端通过偏心天方地圆连接件与注浆管连接，形成可视化装置；

(3)、基于步骤1中某一特定裂隙参数，通过可调旋钮调控上、下两刚性板活动端间距d，用以模拟岩体裂隙张开度参数；通过调控渗流管与水平面夹角α用以模拟岩体裂隙的倾角赋存参数；

(4)、设置固相比和固液比为定值，制备固相组分不同粒径条件下的多组分注浆混合液体；

(5)、通过压力表设置给定注浆压力为一定值P，将固相组分为不同粒径的注浆混合液注入可视化装置入口，所述柔性橡胶起到密封作用，防止浆液从刚性板和渗流管之间流进出口端；

(6)、通过入口端流量计和出口端流量计分别监测不同粒径的多组分注浆混合液累计流量Q₀、Q₁和瞬时流量q₁，并进行记录；

(7)、分析注入不同粒径的多组分注浆混合液条件下瞬时q₁的变化，当q₁始终为一恒定值时，说明注浆固相粒径较小，不能对裂隙形成封堵，无法达到注浆堵水效果；当q₁逐渐减小时，说明此种固相粒径下的多组分注浆混合液在裂缝处出现堆积，q₁的减小表征着裂隙的渗透率的降低和注浆效果的增加；

(8)、结合步骤7对累计流量数据进行综合分析，当Q₀Q₁且q₁较小时，分别取一定量入口端和出口端液体进行密度ρ分析，若ρ_入＞/ρ_出比值较大，说明此粒径下的多组分混合液可对裂隙形成完全封堵作用；

(9)、通过透明渗流管观察两刚性板之间的固相物颗粒的时程堆积量并进行记录，可获得注浆液中固相物质的堆积速度，结合步骤8综合分析，可实现靶向地质条件某一特定裂隙参数下的固相颗粒注浆效果分析。

2.根据权利要求1所述的一种可用于模拟裂隙岩体注浆颗粒堆积效果的可视化装置，其特征在于：所述注浆管为PVC管。

3.根据权利要求2所述的一种可用于模拟裂隙岩体注浆颗粒堆积效果的可视化装置，其特征在于：通过柔性可熔橡胶将亚克力板组装形成方形渗流管。

4.根据权利要求3所述的一种可用于模拟裂隙岩体注浆颗粒堆积效果的可视化装置，其特征在于：所述可调旋钮为螺纹旋钮。