一种饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置的制作方法

本实用新型涉及注浆实验装置领域，尤其涉及一种饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置。
背景技术：
：在高水位、高流速的洪水作用下河堤、江堤的饱和砂土地层易形成“管涌”通道，从而造成溃堤，给人们的生命和财产造成了巨大损失。分析大堤产生管涌的原因，主要是大堤的饱和砂土地层未被加固处理或处理效果不佳，使得堤基渗透性大，为避免管涌事故的发生，必须对其进行防渗加固处理。而对于饱和砂土地层主要采用注浆手段进行处理，由于饱和砂土地层孔隙率低，浆液难以注入，采用传统注浆工艺很难达到预期效果。鉴如此，学者们研究提出“饱和砂土堤基低压共振注浆”。该法通过调节振动机具上的振频使之与饱和砂土液化振频一致，迫使砂土的孔隙水压力上升，有效应力减少，抗剪强度降低，进而在注浆孔四周形成小范围液化区或软化区，再进行低压注浆，此时浆液很容易注入饱和砂土中，从而达到减小渗透性，防止管涌的目的。但实际施工过程中发现，只有合理的注浆施工参数下才能取得良好的注浆效果，而对于如何获得注浆施工参数仍是尚未解决的难题。技术实现要素：本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、拆装方便、测量操作容易、测试结果准确可靠和适用范围广的饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：一种饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置，包括受注体容器、振动注浆组件、注水组件和监测装置，振动注浆组件和注水组件分别与受注体容器相连通，以分别向受注体容器内注浆和注水，监测装置用于监测受注体容器的实验数据，所述振动注浆组件包括振动频率可调节的驱动件，驱动件用以驱动向受注体容器内注浆。作为上述技术方案的进一步改进：所述振动注浆组件还包括注浆管、注浆活塞和储浆箱，注浆活塞的活塞筒与储浆箱的出口连通，活塞杆与驱动件的驱动端连接，所述注浆管一端通过软管与注浆活塞的出口连通，另一端穿入受注体容器中。所述储浆箱的出口处设有指向注浆活塞的活塞筒内的单向阀。所述受注体容器的壁面于注浆管穿入之处设有密封装置。所述注浆管穿入受注体容器内的管身上设有均匀分布的多个注浆口，各注浆口处套设有橡胶圈。所述注水组件包括水泵和注水管，所述注水管的两端分别连通水泵和受注体容器。所述注水管与受注体容器的连通之处位于受注体容器的底部。所述监测装置包括水压监测表，所述水压监测表用于监测受注体容器内的水压。所述受注体容器除各连通口外整体封闭，所述水压监测表设置于受注体容器的顶部。所述监测装置包括注浆压力监测表，所述注浆压力监测表设置于振动注浆组件和受注体容器的接口处，用于监测振动注浆组件的注浆压力。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供了一种饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置，包括受注体容器，用于容置饱和砂土，提供实验所需的空间。还包括振动注浆组件、注水组件和监测装置，振动注浆组件和注水组件分别与受注体容器相连通，以分别向受注体容器内注浆和注水，注水以使饱和砂土达到设定的水压，来模拟不同水压情况下的河堤或江堤的饱和砂土状态；监测装置用于监测受注体容器的实验数据，振动注浆组件包括振动频率可调节的驱动件，驱动件用以驱动向受注体容器内注浆。在使用本实用新型的实验装置进行实验时，操作人员根据待实验的设定条件设定水压、注浆压力以及驱动件振动频率等，并在设定条件下进行注浆实验，过程中利用监测装置监测实验条件，之后获得注浆结果；进行多组实验后，便可以依据希望达到的注浆效果，选取适当的设定条件即注浆施工参数即可。本实用新型可模拟不同振动频率、注水注浆压力下振动注浆的效果，提供了一种可以快速便捷的得到注浆效果与注浆施工参数之间关系的实验装置，还可以方便的通过注水组件提供恒定水压力进行注后结构抗渗透变形能力等实验，丰富了注浆实验的实施方式，通过实验可以进一步掌握提高饱和砂土地层的强度和抗渗性能的方法；并且本实验装置结构简单、占用空间较小且各部件之间拆装方便，可以在室内进行模拟实验，操作简便易行，制造和维护成本低廉，适用范围广泛。附图说明图1是本实用新型的饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置的结构示意图。图例说明：1、受注体容器；2、振动注浆组件；21、驱动件；22、注浆管；221、橡胶圈；23、注浆活塞；24、储浆箱；3、注水组件；31、水泵；32、注水管；4、监测装置；41、水压监测表；42、注浆压力监测表。具体实施方式为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。实施例：如图1所示，本实施例的饱和砂土地层振动注浆模拟用实验装置，包括受注体容器1，用于容置饱和砂土，提供实验所需的空间。还包括振动注浆组件2、注水组件3和监测装置4，振动注浆组件2和注水组件3分别与受注体容器1相连通，以分别向受注体容器1内注浆和注水，注水以使饱和砂土达到设定的水压，来模拟不同水压情况下的河堤或江堤的饱和砂土状态；监测装置4用于监测受注体容器1的实验数据，振动注浆组件2包括振动频率可调节的驱动件21，驱动件21用以驱动向受注体容器1内注浆。在使用本实验装置进行实验时，操作人员根据待实验的设定条件设定水压、注浆压力以及驱动件21振动频率等，并在设定条件下进行注浆实验，过程中利用监测装置4监测实验条件，之后获得注浆结果；进行多组实验后，便可以依据希望达到的注浆效果，选取适当的设定条件即注浆施工参数即可。本实验装置可模拟不同振动频率、注水注浆压力下振动注浆的效果，提供了一种可以快速便捷的得到注浆效果与注浆施工参数之间关系的实验装置，还可以方便的通过注水组件3提供恒定水压力进行注后结构抗渗透变形能力等实验，丰富了注浆实验的实施方式，通过实验可以进一步掌握提高饱和砂土地层的强度和抗渗性能的方法；并且本实验装置结构简单、占用空间较小且各部件之间拆装方便，可以在室内进行模拟实验，操作简便易行，制造和维护成本低廉，适用范围广泛。本实施例中，驱动件21为电动推杆，电动推杆的振动频率和推力在一定范围内可调，在其他实施方式中，也可以选取其他装置作为驱动件21。本实施例中，振动注浆组件2还包括注浆管22、注浆活塞23和储浆箱24，注浆活塞23的活塞筒与储浆箱24的出口连通，活塞杆与驱动件21的驱动端连接，注浆管22一端通过软管与注浆活塞23的出口连通，另一端穿入受注体容器1中。本实施例通过驱动件21驱动注浆活塞23使之频率发生改变。本实施例将注浆和储浆的容器分离开来，二者不会产生互相干涉，因此更加方便浆体的倒入以及注射，保证注浆过程的连贯性。本实施例中，储浆箱24为铝制漏斗形结构，出口孔径为3～5cm，在其他实施方式中也可以采用其他材质和规格，在此不做赘述。本实施例中，储浆箱24的出口处设有指向注浆活塞23的活塞筒内的单向阀，防止注浆过程中，注浆活塞23的活塞筒内压力增大，导致浆液反向涌回储浆箱24中，确保注浆活塞23受到驱动后所注射的浆液全部进入受注体容器1当中，保证注浆效果和注浆效率；而当活塞杆回退时，注浆活塞23的活塞筒内产生负压，单向阀开启，使浆液能够顺利进入活塞筒中，进而再次注浆。本实施例中，受注体容器1的壁面于注浆管22穿入之处设有密封装置，以使受注体容器1内部环境始终保持于设定条件，确保实验数据的真实有效。本实施例中，注浆管22穿入受注体容器1内的管身上设有均匀分布的多个注浆口，各注浆口处沿注浆管22的周向套设有橡胶圈221，由于橡胶圈221具备弹性，因此注浆过程中，注浆口涌出的浆液推开橡胶圈221从而进入到受注体容器1内，非注浆过程中，橡胶圈221回缩封闭注浆口，有效防止受注体容器1内的砂土或水进入注浆口造成封堵等情况。进一步的，还可以在橡胶圈221的内壁上设置与注浆口位置及大小对应的凸起，以提供更好的封闭效果。本实施例中，注水组件3包括水泵31和注水管32，注水管32的两端分别连通水泵31和受注体容器1，水泵31为小型恒压水泵31，用于将水通过注水管32引入受注体容器1当中，提供注水所需动力。注水管32与受注体容器1的连通之处位于受注体容器1的底壁中心，孔径为1cm～1.5cm。注水管32的设置位置有利于水完全填充受注体容器1，防止从上至下注水导致的看似注满，实际底部砂土未浸水等情况。本实施例中，受注体容器1由圆筒侧壁、顶壁和底壁通过螺栓紧固而成，各壁均为厚0.8cm～1cm的有机玻璃板，并且除各连通口外整体封闭，监测装置4包括量程为1.5mpa水压监测表41，置于受注体容器1的顶壁边缘处，用于监测受注体容器1内的水压；水从受注体容器1底壁注入，上升至顶壁时，水压监测表41开始显示读数，读数达到目标读数时则表示受注体容器1内水压达到要求。本实施例中，监测装置4包括注浆压力监测表42，注浆压力监测表42设置于振动注浆组件2和受注体容器1的接口处，用于监测振动注浆组件2的注浆压力。安置好实验装置后，将受注体容器1内加满饱和砂土，接着打开水泵31，通过注水管32进水，直至水压监测表41显示为1.2mpa，即停止进水。将制备好的浆液倒入储浆箱24，打开驱动件21，并通过注浆压力监测表42对注浆过程进行监测，待达到结束标准后，再注入5min，关闭驱动件21，并记录相关参数；待浆液凝一段时间后，拆开受注体容器1，对土体进行开挖，观察注浆结石性状并测量浆液扩散距离。本实验测得的相关参数如表1所示：表1：本实施例中测得的相关参数相关参数实测值水固比1：1最大灌浆压力0.4mpa振动频率6次/min扩散半径10cm可以得出，在上述实验条件下，注浆效果为扩散半径10cm。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3 

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