一種測量雙液漿注漿擴散半徑的試驗裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及雙液漿注漿性能測試設備技術領域，具體涉及一種測量雙液漿注漿擴散半徑的試驗裝置及方法。
技術背景
[0002]在深基坑工程中，經(jīng)常采用雙液漿注漿，加固砂土地層、形成截水帷幕。漿液的擴散半徑是評價注漿質量的重要參數(shù)，為了形成密閉的截水帷幕，必須使?jié){液擴散半徑大于注漿孔的間距，以確保雙液漿有效加固粧之間形成相互搭接。
[0003]目前，漿液的擴散半徑通常采用經(jīng)驗公式或現(xiàn)場試驗來確定。然而，漿液的擴散半徑和影響范圍與地層的滲透系數(shù)和注漿壓力等密切相關，對于不同地層，級配和滲透性均存在較大差異，通過經(jīng)驗公式計算得到的注漿量范圍過大，注漿量難以控制，漿液的擴散范圍測試誤差大;現(xiàn)場試驗是指通過在注漿孔周邊打設探孔來逐步探索漿液擴散半徑的范圍，不能準確得到漿液的擴散半徑，難以直觀地觀測注漿效果，且耗時較長、費用較高。因此，有必要對現(xiàn)有技術進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種測試結果準確、效率高、適用于不同地層的雙液漿注漿擴散半徑測試裝置及測試方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案是:一種測量雙液漿注漿擴散半徑的試驗裝置，主要包括砂土系統(tǒng)和注漿系統(tǒng)，其中:砂土系統(tǒng)包括儲水容器和密封的砂土容器，砂土容器的底部通過管道與儲水容器連通，砂土容器內(nèi)裝有壓實的砂土試樣;注漿系統(tǒng)包括氣壓源和密封的儲漿容器，儲漿容器內(nèi)裝有雙液漿;所述氣壓源與儲漿容器的頂部連通，儲漿容器的底部與注漿管連通，注漿管的下端穿過砂土容器的頂蓋，豎直插入砂土試樣中，注漿管插入砂土試樣內(nèi)的部分開設有注漿孔;在注漿管和儲漿容器連通的管道上配置有注漿壓力配壓閥，在氣壓源與儲漿容器連通的管道上配置氣壓配壓閥。
[0006]按上述方案，所述試驗裝置還包括多個孔隙水壓力計，孔隙水壓力計以注漿管為中心，沿徑向間隔分布在砂土試樣內(nèi)。
[0007]按上述方案，所述氣壓源配置有氣壓計。
[0008]按上述方案，所述砂土試樣分為多層，每層均壓實;在每層砂土試樣中以注漿管為中心，沿徑向間隔布置孔隙水壓力計。
[0009]按上述方案，所述注漿管為花管，注漿孔在注漿管的管壁呈等邊三角形分布。
[0010]按上述方案，所述注楽孔的孔徑為3?5mm。
[0011]本發(fā)明還提供了一種測量雙液漿注漿擴散半徑的方法，包括以下步驟:
步驟一、提供如上所述的試驗裝置；
步驟二、采集砂土試樣，烘干后測試砂土試樣的級配、干密度和滲透系數(shù)；
步驟三、將砂土試樣分多層放入砂土容器，每層擊實后埋入孔隙水壓力計，再鋪設下一層砂土試樣；
步驟四、從砂土容器的底部進水，砂土試樣自下而上排氣飽和，飽和后保持砂土容器內(nèi)的水面略高于砂土試樣的上表面，并抽真空；
步驟五、在砂土試樣內(nèi)豎直插入注漿管;配置雙液漿輸入儲漿容器內(nèi)，密封儲漿容器；步驟六、通過氣壓源向儲漿容器施加注漿壓力直至注漿壓力達到設定值，儲漿容器內(nèi)的雙液漿經(jīng)管道流入注漿管內(nèi)，記錄該注漿過程中孔隙水壓力計和注漿壓力配壓閥的示數(shù)；
步驟七、注漿結束48小時后，挖開砂土試樣，測量雙液漿的成粧半徑和有效注漿擴散半徑。
[0012]按上述方案，在步驟三中，每層砂土試樣擊實后進行表面刮毛處理，再埋設孔隙水壓力計和下一層砂土試樣擊實。
[0013]按上述方案，在步驟三中，所述砂土試樣的密實度為85%?95%。
[0014]按上述方案，在步驟五中，雙液漿由體積為1:1的水泥和水玻璃均勻攪拌制備而成，控制雙液漿的凝結時間為2?12h。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:I)本發(fā)明模擬工程實際中雙液漿的注漿環(huán)境，測得在不同的注漿壓力下雙液漿的注漿擴散半徑，為工程實際中注漿擴散半徑的確定提供了理論參考，大大減小了注漿擴散半徑的測量誤差，可更快、更準確評估注漿影響范圍和注漿效果；2)本發(fā)明采用多層砂土試樣，可測得在同一注漿壓力下，同一位置的不同地層中注漿擴散范圍，測量結果全面;3)本發(fā)明設計合理，準確度高，為工程實際中的雙液漿注漿效果的評估和研究提供了測量手段，具有重要的研究和工程實踐意義。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一個具體實施例的結構示意圖。
[0017]其中:1、砂土容器;2、砂土試樣；3、注漿管；4、注漿壓力配壓閥；5、儲漿容器;6、雙液漿;7、O型密封圈；8、底板;9、漿液輸送管道；10、氣壓管道；11、氣壓開關；12、氣壓源；13、氣壓配壓閥；14、氣壓計;15、孔隙水壓力計;16、儲水容器;17、進水管道。
【具體實施方式】
[0018]為了更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步地描述。
[0019]如圖1所示的一種測量雙液漿注漿擴散半徑的試驗裝置，主要包括砂土系統(tǒng)和注漿系統(tǒng)和測試系統(tǒng)，其中:砂土系統(tǒng)包括儲水容器16和密封的砂土容器I，砂土容器I的底部通過進水管道17與儲水容器16連通，砂土容器I內(nèi)裝有壓實的砂土試樣2;注漿系統(tǒng)包括氣壓源12和密封的儲漿容器5，儲漿容器5內(nèi)裝有雙液漿6，氣壓源12配置有氣壓計14;氣壓源12通過氣壓管道10與儲漿容器5的頂部連通，氣壓管道10上安設有氣壓開關11和氣壓配壓閥13;儲漿容器5的底部通過漿液輸送管道9與注漿管3連通，漿液輸送管道9上配置有注漿壓力配壓閥4;注漿管3的下端穿過砂土容器的頂蓋，豎直插入砂土試樣2中，注漿管3插入砂土試樣2的部分開設有注漿孔;所述試驗裝置還包括多個孔隙水壓力計15，孔隙水壓力計15以注漿管3為中心，沿徑向間隔分布在砂土試樣2內(nèi)。
[0020]本發(fā)明中，砂土試樣2分為多層，每層均壓實;在每層砂土試樣2中沿水平方向間隔布置多個孔隙水壓力計15;注漿管3為花管，注漿孔在注漿管3的管壁呈等邊三角形分布;上下兩個注漿孔的豎向間距為30?40mm;注漿孔的孔徑為3~5mm;儲漿容器5包括側壁、頂板和金屬的底板8，底板8與側壁連接，并通過O型密封圈7密封。
[0021]本發(fā)明還提供了一種測量雙液漿注漿擴散半徑的方法，該方法的整個過程在溫度可控的環(huán)境中進行，以免同類試驗漿液凝結時間變化較大，引起測量誤差。本方法具體包括以下步驟:
步驟一、提供如上所述的試驗裝置:本實施例中的儲漿容器5為高500mm、內(nèi)徑為400mm的金屬或有機玻璃容器;孔隙水壓力計15可采用振弦式滲壓計，其量程不小于lOOOkPa，精度不小于IkPa;注漿管3采用直徑為20mm的花管，注漿管3上的注漿孔呈等邊三角形布置，且注楽孔位于離注楽管3下端5?500mm的管壁上。
[0022]步驟二、采集砂土試樣2，將砂土試樣2