【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地下深部工程注浆试验装置，具体涉及一种三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置及试验方法。
技术介绍
1、在隧道、水利、煤矿等地下工程的建设过程中，地层中常常存在裂隙和节理薄弱带，易导致突水、突泥和岩层渗漏等问题。针对这些问题，最常用的解决方法是采用适当的注浆技术。注浆可以有效填充岩体中的裂隙，从而增强岩体的强度与稳定性，并降低围岩的渗透性。然而，由于注浆工程的隐蔽性，岩体裂隙网络岩体中浆液扩散规律尚不明确。因此，简便易用的裂隙注浆模拟试验装置成为了注浆机理研究中不可或缺的工具。
2、近年来，3d打印技术的迅速发展使得我们能够方便而准确地制作复杂结构的岩体裂隙实体，大大节省了时间和成本。因此，急需开展基于3d打印技术的裂隙网络岩体注浆试验，深入研究裂隙网络岩体中浆液的扩散机制，为注浆工程的实施提供理论支持。
3、在地下隧道和矿山等深部工程的注浆过程中，岩石的温度会随深度的增加而变化，同时可能会面临动水条件及深部地应力的作用。动水环境对浆液的扩散形态及凝固封堵时间产生重要影响，而地应力则可能引起岩体裂隙开度的变化，造成裂隙开度的扩大。此外，温度变化也会对浆液的物理化学性能产生影响。这些因素对浆液的灌注条件、扩散距离及扩散形态具有重要作用。因此，开展三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆，可以更好地理解动水条件、地下温度及地应力对浆液流动的影响规律。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术旨在解决现有的注
3、(二)技术方案
4、为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提出一种三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，用于对三维裂隙网络岩体模型进行环境热-流-固耦合注浆试验，包括：注浆系统，用于在所述注浆试验的过程中对所述三维裂隙网络岩体模型进行模拟注浆；高温动水模拟系统，用于为所述注浆试验提供设定温度的动水水源。
5、作为本专利技术的优先实施方式，所述高温动水模拟系统包括恒温水源、动水管；所述恒温水源连接至所述动水管，为所述动水管提供恒度温度的水源；所述动水管一端连接至所述恒温水源，另一端与所述三维裂隙网络岩体模型上的动水孔相连接。
6、作为本专利技术的优先实施方式，所述恒温水源用于模拟裂隙内动水流动前的温度，并配备加热装置与保温装置，以实现水源温度的调节与恒定控制。
7、作为本专利技术的优先实施方式，所述高温动水模拟系统还包括电热丝，其用于加热所述三维裂隙网络岩体模型至设定温度。
8、作为本专利技术的优先实施方式，试验装置还包括3d打印装置，用于3d打印所述三维裂隙网络岩体模型。
9、作为本专利技术的优先实施方式，试验装置还包括耦合力学加载装置，用于在所述注浆试验过程中对所述三维裂隙网络岩体模型在多个方向上施加压力；
10、作为本专利技术的优先实施方式，试验装置还包括数据采集系统，用于采集三维裂隙网络岩体模型在所述注浆试验过程中所检测的数据。
11、作为本专利技术的优先实施方式，所述数据采集系统包括压力和温度监测系统，其设置于所述三维裂隙网络岩体模型内部，以收集所述三维裂隙网络岩体模型内部各位置的温度与压力变化情况。
12、作为本专利技术的优先实施方式，所述数据采集系统包括电阻抗层析模块，其与所述三维裂隙网络岩体模型相连接，包含信号采集单元、信号激励单元、进料端电极及多个浆液扩散端电极，该电极通过导线与所述信号激励单元及信号采集单元相连，最终通过数据连接线连接至电脑终端。
13、本专利技术的第二方面提出一种三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验方法，采用前述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置。所述试验方法包括以下步骤：
14、步骤s1、根据实际裂隙岩体的裂隙参数，利用所述3d打印装置获得三维裂隙网络岩体模型；
15、步骤s2、在所述三维裂隙网络岩体模型外侧，每隔一定距离均匀缠绕加热丝；启动所述高温动水模拟系统，调整水的温度以满足试验需求，通过所述动水管向所述三维裂隙网络岩体模型内部注入水；同时开启所述加热丝，对所述三维裂隙网络岩体模型进行加热，以模拟实际环境中的高温动水效果
16、步骤s3、配制满足性能需求的浆液，将浆液送入所述三维裂隙网络岩体模型，以进行注浆试验；
17、步骤s4、开启所述耦合力学加载装置，对所述三维裂隙网络岩体模型施加应力加载，以模拟所述三维裂隙网络岩体模型周围的地层应力；
18、步骤s5、利用所述数据采集系统采集所述三维裂隙网络岩体模型在所述注浆试验中获得的数据。
19、(三)有益效果
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
21、本专利技术可用于高温动水注浆和三轴加载试验，使三维裂隙网络岩体模型处于高温动水及三轴受压的环境，从而能够有效模拟实际地下岩体中的热-流-固多场耦合环境。
22、本专利技术通过研究地下岩体在高温环境、动水流动及地应力作用下的岩石裂隙注浆问题，充分考虑了地下岩体的实际环境及受力状态，能够对研究处于高地应力及高温作用下的地下岩体动水注浆问题提供了更加深入和科学的分析。
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1.一种三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，用于对三维裂隙网络岩体模型进行环境热-流-固耦合注浆试验，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
3.如权利要求2所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
4.如权利要求2所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
5.如权利要求1所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
6.如权利要求1所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
7.如权利要求1所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
8.如权利要求7所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
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10.一种三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固
...【技术特征摘要】
1.一种三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，用于对三维裂隙网络岩体模型进行环境热-流-固耦合注浆试验，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
3.如权利要求2所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
4.如权利要求2所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注浆试验装置，其特征在于：
5.如权利要求1所述的三维裂隙网络岩体动水环境热-流-固耦合注...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昀，李乾辉，马国伟，邵亚建，杨振甲，孙亮，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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