[发明专利]一种囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：

该系统包括土样模具、围压加载装置、囊袋注浆模具、压力注浆装置和贯入检测装置；

围压加载装置包括相互连通的空压机、输气管路和压力囊袋，压力囊袋套固于土样模具的内壁；

囊袋注浆模具固定于土样模具上端的中心位置，压力注浆装置的出料管连接至模具上端的中心位置；

贯入检测装置的检测执行部件设置于囊袋注浆模具的正上方。

2.如权利要求1所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述土样模具包括上开口的筒体和其上端可拆卸连接的顶盖，筒体和顶盖之间嵌装橡胶密封圈。

3.如权利要求2所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述筒体的底板内表面设置有一圈下凹槽，所述压力囊袋的下端插入下凹槽中定位，所述输气管路与压力囊袋的内腔连通，输气管路穿过筒体侧壁。

4.如权利要求2所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述囊袋注浆模具为T形结构，其翼板中心设置与腹杆中心孔贯通的注浆孔，腹杆下端有封板，封板设置中心孔，腹杆外壁包覆土工布。

5.如权利要求4所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述顶盖设置中心圆孔，所述腹杆从中心圆孔插入所述筒体中，所述翼板通过中心圆孔周围设置的扣板构件限位。

6.如权利要求4所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述压力注浆装置包括注浆筒及其连接的注浆管路、空气压缩机及其连接的输气管路，输气管路与注浆筒连通，注浆管路连接至所述注浆孔。

7.如权利要求4所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述贯入检测装置包括反力支架、丝杆滑块装置和刚性横梁，反力支架包括左右布置的立柱和它们上端连接的支撑板，两立柱的相对侧设置有竖向导杆，两套丝杆滑块装置的丝杆分别平行于竖向导杆安装，丝杆上的滑块可沿竖向导杆滑动，刚性横梁的两端分别与滑块连接。

8.如权利要求7所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述检测执行部件包括探杆、力传感器、线性位移传感器和数据采集系统，力传感器的上端固定于所述刚性横梁的中间位置，探杆连接于力传感器的下端，线性位移传感器安装于所述支撑板的上表面中心位置，连接至数据采集系统。

9.如权利要求7所述的检测囊袋注浆后土体强度提升效果的测试系统，其特征在于：所述反力支架的两立柱对中固定于所述筒体的两侧，所述探杆位于所述翼板的正上方。

10.一种检测囊袋注浆后土体强度提升效果的方法，其特征在于该方法采用权利要求1-9之一所述的测试系统，包括以下步骤：

(1)往土样模具中填筑土样

在压力囊袋的内表面和筒体底板内表面涂抹凡士林后，按真实地层环境将现场取样的原状土分层填入筒体中，并根据围压大小换算压力囊袋的变形量以控制填入土样的初始压实度；

(2)土样模具密封；

(3)安装囊袋注浆模具；

(4)对土样施加围压；

(5)压力注浆；

(6)试样静置；

(7)贯入检测

取出囊袋注浆模具，将贯入检测装置安装就位，丝杆滑块装置的驱动电机工作，使探杆按设定速度匀速下降插入土体中，通过力传感器、线性位移传感器分别读取贯入阻力及贯入深度，通过数据采集系统记录探杆位移及贯入阻力随深度的变化规律；

(8)对照试验

参照上述步骤制备相同土样，进行无注浆的贯入检测，标定贯入阻力与土体抗剪强度的关系；

(9)对比分析

对比分析有无注浆的土样贯入阻力—贯入深度曲线差异，量化注浆后土体强度的提升比例以评估注浆效果，通过曲线的斜率和突变点的差异判别界面硬化层及水泥浆液扩散的厚度和力学性能提升效果。