【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土工程和矿业工程，尤其涉及一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统与方法。
技术介绍
1、注浆是一种高效加固技术，在岩土工程中已广泛应用于节理岩体的加固。理想情况下，在干燥或静水环境下，注浆效果较好。但是地下空间中通常会出现渗水、突水等流动水，导致注入岩石裂缝的浆液容易受到水冲刷的侵蚀，残余浆液形态受裂缝粗糙度和剪胀等特性的显著影响，岩石粗糙度的增加也会使注入裂缝的注浆量减少，而室内可视化注浆模拟试验是最直观、有效的研究手段之一，通过调节影响注浆的主要因素：注浆介质、注浆材料、注浆环境等，最大程度的还原现场注浆条件，以此得到不同注浆条件下的浆液运移扩散规律，为现场注浆提供理论支撑。
2、动水环境是影响浆液扩散的关键因素，因此开发能够实现动水环境模拟，研究动水条件和不同粗糙度下浆液在裂隙中的扩散规律，以满足不同应用场景的需求，是当前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统与方法，一方面用来研究浆液在静水或动水条件下的流动规律，通过比较得出浆液在不同水环境下的扩散规律，另一方面研究浆液在动水条件和不同粗糙度下的扩散规律，真实模拟现场注浆条件，获得更准确的浆液扩散规律。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，包括
3、可视化模拟平台，人工原岩设置在所述可视化模拟平台内用于模拟粗糙裂隙；
4、注浆系统，与所述可视化模拟平台连通
5、加压系统，与所述可视化模拟平台连通，所述加压系统用于向所述可视化模拟平台内注入变温流动水，通过变温流动水对进入到粗糙裂隙内的浆液提供压力；
6、获取系统，用于获取注浆系统的注浆压力数据、可视化模拟平台的裂隙开度数据、人工原岩的粗糙度数据、加压系统的流动水数据。
7、优选的，所述注浆系统和所述加压系统均通过注气管连通有加压组件。
8、优选的，所述加压系统包括加热水仓，所述加热水仓进口端与所述注气管连通，所述加热水仓出口端连通有注水管一端，所述注水管另一端与所述可视化模拟平台连通。
9、优选的，所述加热水仓进口端设置有卸压阀、加热水仓注气口、加热水仓注水口，所述加热水仓出口端设置有控水阀门、液体压力表，所述加热水仓上设置有控制柜，所述控制柜上设置有显示屏、温度控制装置、电源开关。
10、优选的，所述注浆系统包括浆液罐，所述浆液罐进口端与所述注气管连通，所述浆液罐出口端连通有注浆管一端，所述注浆管另一端与所述可视化模拟平台连通。
11、优选的，所述浆液罐进口端设置有浆液罐注气口、压力表、浆液罐注水口、浆液填入口，所述浆液罐进口端设置有控浆阀门、浆液出口。
12、优选的，所述加压组件包括气泵，所述气泵出口端与所述注气管连通，所述气泵上设置有气体调压阀、气体流量计、稳压器。
13、优选的，所述可视化模拟平台包括下底板，所述下底板上方设置有上盖层，所述上盖层与所述下底板之间形成密封的试验空间，所述人工原岩安装在密封空间内，密封空间与所述注浆系统和所述加压系统连通。
14、优选的，所述获取系统包括第一压力传感器、红外线温度补偿装置、第二压力传感器，所述第一压力传感器、所述红外线温度补偿装置、所述第二压力传感器设置在试验空间内，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器通信连接有压力传感器分析仪，所述压力传感器分析仪、所述红外线温度补偿装置通信连接有计算机。
15、一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统的试验方法，包括以下步骤：
16、通过加压系统向可视化模拟平台内的粗糙裂隙内注入变温流动水；
17、通过注浆系统向注入了变温流动水的粗糙裂隙内注入浆液；
18、通过获取系统获取注浆系统的注浆压力数据、可视化模拟平台的裂隙开度数据、人工原岩的粗糙度数据、加压系统的流动水数据；
19、对获取的注浆系统的注浆压力数据、可视化模拟平台的裂隙开度数据、人工原岩的粗糙度数据、加压系统的流动水数据进行分析，得出注浆系统的注浆压力数据、可视化模拟平台的裂隙开度数据、人工原岩的粗糙度数据、加压系统的流动水数据与浆液扩散半径的函数关系。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
21、1.注浆系统可以提供稳定的注浆压力，可以实现0-1.2mpa任意调节，可以模拟不同注浆压力对浆液扩散的影响；
22、2.可视化模拟平台可以通过更换不同粗糙度的人工原岩，实现模拟不同原岩粗糙度对浆液扩散的影响；
23、3.加压系统可以调节不同的水压模拟真实的注浆环境，研究水流速度对浆液扩散的影响；
24、4.可视化模拟平台可以对注浆过程中浆液动态运移过程可视化监控，同时获取系统可实现压力参数的动态监测，为研究浆液扩散、沉积机理提供了有利条件；
25、5.可视化模拟平台可以改变裂隙开度，可以实现模拟不同裂隙开度对浆液扩散的影响；
26、6.通过加压系统可以调节水的温度，可以实现模拟深部岩层中不同水温对浆液扩散的影响；
27、7.可以实现在动水、不同裂隙开度和不同粗糙度条件下的裂隙注浆过程模拟，真实准确模拟浆液在岩层裂隙中的运移演化过程，试验结果较数值模拟更接近实际工程。
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1.一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述注浆系统和所述加压系统均通过注气管(24)连通有加压组件。
3.根据权利要求2所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述加压系统包括加热水仓(17)，所述加热水仓(17)进口端与所述注气管(24)连通，所述加热水仓(17)出口端连通有注水管(13)一端，所述注水管(13)另一端与所述可视化模拟平台(11)连通。
4.根据权利要求3所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述加热水仓(17)进口端设置有卸压阀(18)、加热水仓注气口(19)、加热水仓注水口(20)，所述加热水仓(17)出口端设置有控水阀门(15)、液体压力表(16)，所述加热水仓(17)上设置有控制柜，所述控制柜上设置有显示屏(21)、温度控制装置(22)、电源开关(23)。
5.根据权利要求2所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述注浆系统包括浆液罐(29)，所述浆液
6.根据权利要求5所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述浆液罐(29)进口端设置有浆液罐注气口(30)、压力表(31)、浆液罐注水口(32)、浆液填入口(33)，所述浆液罐(29)进口端设置有控浆阀门(34)、浆液出口(35)。
7.根据权利要求2所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述加压组件包括气泵(28)，所述气泵(28)出口端与所述注气管(24)连通，所述气泵(28)上设置有气体调压阀(25)、气体流量计(26)、稳压器(27)。
8.根据权利要求1所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述可视化模拟平台(11)包括下底板(40)，所述下底板(40)上方设置有上盖层(39)，所述上盖层(39)与所述下底板(40)之间形成密封的试验空间，所述人工原岩(41)安装在密封空间内，密封空间与所述注浆系统和所述加压系统连通。
9.根据权利要求8所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述获取系统包括第一压力传感器(5)、红外线温度补偿装置(6)、第二压力传感器(37)，所述第一压力传感器(5)、所述红外线温度补偿装置(6)、所述第二压力传感器(37)设置在试验空间内，所述第一压力传感器(5)、所述第二压力传感器(37)通信连接有压力传感器分析仪(2)，所述压力传感器分析仪(2)、所述红外线温度补偿装置(6)通信连接有计算机(1)。
10.一种权利要求1-9任一项所述的变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述注浆系统和所述加压系统均通过注气管(24)连通有加压组件。
3.根据权利要求2所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述加压系统包括加热水仓(17)，所述加热水仓(17)进口端与所述注气管(24)连通，所述加热水仓(17)出口端连通有注水管(13)一端，所述注水管(13)另一端与所述可视化模拟平台(11)连通。
4.根据权利要求3所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述加热水仓(17)进口端设置有卸压阀(18)、加热水仓注气口(19)、加热水仓注水口(20)，所述加热水仓(17)出口端设置有控水阀门(15)、液体压力表(16)，所述加热水仓(17)上设置有控制柜，所述控制柜上设置有显示屏(21)、温度控制装置(22)、电源开关(23)。
5.根据权利要求2所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述注浆系统包括浆液罐(29)，所述浆液罐(29)进口端与所述注气管(24)连通，所述浆液罐(29)出口端连通有注浆管(10)一端，所述注浆管(10)另一端与所述可视化模拟平台(11)连通。
6.根据权利要求5所述的一种变温动水粗糙裂隙注浆可视化试验系统，其特征在于，所述浆液罐(29)进口端设置有浆液罐注气...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丹，吴疆宇，任静强，李振华，李樯，李文昕，李文洲，高雪峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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