灌漿材料滲透性評價的方法及設備與流程

2023-10-05 10:51:54

本發明涉及用於巖土路基或地基灌漿材料領域，特別涉及一種灌漿材料滲透性評價的方法及設備。

背景技術：

目前工程上主要採用流動度或粘度評價灌漿材料的可灌性難易程度，儘管流動度和粘度能夠反應灌漿材料的流變性能，但是很難評價灌漿材料在巖土中的可灌性，因此灌漿材料應用在路基灌漿和地基處理主要依靠施工人員的經驗。巖土的含水量和孔隙率對灌漿材料的滲透半徑和均勻性影響很大，同時灌漿液中的化學組分和離子電荷都會影響灌漿液的滲透性能。

公開於該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種灌漿材料滲透性評價的方法，從而克服較難評價灌漿材料在巖土中可灌性的缺點。

本發明的另一目的在於提供一種用於評價灌漿材料滲透性的設備。

為實現上述目的，本發明提供了一種灌漿材料滲透性評價的設備，包括：容量管，其由透明材質製成，所述容量管一端設有灌漿孔，另一端設有廢液流出孔，所述容量管的容腔內充填有巖土，形成灌漿柱；以及刻度尺，其設於所述容量管上或靠近所述容量管設置，用於測量漿液在所述灌漿柱中滲透的高度。

優選地，上述技術方案中，所述容量管上端部和下端部均設有密封蓋板，所述密封蓋板和所述容量管的連接處設有密封墊片。

優選地，上述技術方案中，所述容量管固定設於容量管固定機構上，所述容量管固定機構包括：底座，所述容量管設於所述底座上；以及固定拉杆，其一端固定設於所述容量管上端部的密封蓋上，另一端固定設於所述容量管下端部的密封蓋上。

優選地，上述技術方案中，所述容量管的灌漿孔與灌漿裝置連接，所述灌漿裝置包括：壓縮空氣瓶，其設有出氣口，所述出氣口處設有加壓閥；注漿壓力容器，該注漿壓力容器上部設有進漿口和進氣孔，下部設有出液口，所述進氣孔通過導氣管與所述壓縮空氣瓶的出氣口連接，所述出液口與所述容量管的灌漿孔連接。

優選地，上述技術方案中，所述注漿壓力容器設於支座上。

優選地，上述技術方案中，所述導氣管為耐高壓尼龍管。

優選地，上述技術方案中，所述容量管的廢液流出孔與廢液接收容器連接。

一種灌漿材料滲透性評價的方法，使用上述灌漿材料滲透性評價的設備，所述方法包括以下步驟：

(1)往容量管內充填巖土，形成灌漿柱；

(2)在一定溫度下，測試水通過0.2-0.8MPa壓力從下面灌漿孔進入，當液面達到灌漿柱底部開始計時，當液面達到灌漿柱頂部停止計時，計算水的滲透係數為Kh，單位為cm/s；

(3)在同樣的溫度條件下，測試漿液通過0.2-0.8MPa壓力從下面灌漿孔進入，當液面達到灌漿柱底部開始計時，當液面達到灌漿柱頂部停止計時，計算水的滲透係數為Kg，單位為cm/s；

(4)計算相對滲透係數Kr，Kr＝Kg/Kh，量綱為1。

優選地，上述技術方案中，所述灌漿柱的裝填方法包括以下步驟：

(1)在容量管的底部墊第一篩網，再墊上粗砂，粗砂上部再墊第二篩網；

(2)在第二篩網上填充灌漿柱，灌漿柱上部墊第三篩網，

(3)在第三篩網上填充粗砂，在粗砂上墊第四篩網。

優選地，上述技術方案中，所述乾燥巖土為路基或地基中的回填土，該回填土包括膨脹土、粉砂土、吹沙填海中的海沙中的一種或幾種，含水量在0.01％以下。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)本發明灌漿材料滲透性評價的設備，採用透明材質製成的容量管，在容量管上或附近設有用於測量漿液在所述灌漿柱中滲透的高度。方便計量漿液在灌漿柱中的滲透係數。且結構較為簡單。

(2)本發明的灌漿材料滲透性評價的方法，通過測量水的滲透係數、灌漿液的滲透係數和相對滲透係數可以科學評價待測灌漿液的滲透性能。

附圖說明

圖1是根據本發明的灌漿材料滲透性評價的設備的結構示意圖。

圖2是根據本發明的灌漿材料滲透性評價的設備中容量管的結構示意圖。

1-容量管，2-壓縮空氣瓶，3-注漿壓力容器。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發明的保護範圍並不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語「包括」或其變換如「包含」或「包括有」等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而並未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1至圖2所示，根據本發明具體實施方式的一種灌漿材料滲透性評價的設備，包括：容量管1、灌漿裝置，該灌漿裝置包括壓縮空氣瓶2和注漿壓力容器3。通過壓縮空氣瓶2往注漿壓力容器3內通入空氣加壓，將注漿壓力容器3內的漿液注入容量管1內。

如圖1所示，容量管1固定設於容量管固定機構4上。容量管1由透明材質製成，該透明材質為有機玻璃。容量管1上端部和下端部均設有密封蓋板11，密封蓋板和容量管的連接處設有密封墊片12。容量管固定機構4包括底座41和固定拉杆42。容量管1設於底座41上，固定拉杆42一端通過緊固螺母固定設於容量管1上端部的密封蓋上，另一端固定設於容量管下端部的密封蓋上。通過固定杆42將容量管1兩端的密封蓋板壓緊密封。容量管1下端設有灌漿孔13，上端設有廢液流出孔14，容量管的容腔內充填有巖土，形成灌漿砂柱5。刻度尺6設於容量管1上(或靠近容量管設置)，用於測量漿液在灌漿砂柱5中滲透的高度。

優選地，容量管1的灌漿孔11與灌漿裝置中的壓縮空氣瓶2連接，壓縮空氣瓶2設有出氣口21，出氣口處設有加壓閥22。注漿壓力容器3設於支座31上。注漿壓力容器3上端部設有密封墊32，通過螺柱將密封墊32固定在注漿壓力容器3上。密封墊32上部設有進漿口33、進氣孔34和壓力表35，進氣孔34通過導氣管36與壓縮空氣瓶的出氣口21連接。導氣管36為耐高壓尼龍管。導氣管36上設有排氣口37，排氣口37處設有喉篩和排氣閥。在排氣口處設有進氣閥38，通過進氣閥控制氣體進入注漿壓力容器3中。注漿壓力容器3底部設有出液口39，出液口39與容量管1的灌漿孔13連接。灌漿孔處設有外接壓力表15和壓力閥16。

優選地，容量管1的廢液流出孔14與廢液接收容器7連接。

一種灌漿材料滲透性評價的方法，使用上述灌漿材料滲透性評價的設備，方法包括以下步驟：

(1)往容量管內充填巖土，形成灌漿柱；選用的乾燥巖土為路基或地基中的回填土(包括膨脹土、粉砂土、吹沙填海中的海砂中等巖土的一種)，裝填方式如下：

a.在有機玻璃管，它由內徑為50mm，長度為300mm的帶刻度有機玻璃管；即容量管1底部墊一層篩孔為1.18mm的第一篩網，再墊25mm厚的粗砂(粒徑為1.18-2.36mm)，粗砂上部墊上篩孔為0.3mm第二篩網；

b.在篩孔為0.3mm的第二篩網上填充灌漿柱250mm；

c.灌漿柱上部墊上篩孔為0.3mm的第三篩網上，在第三篩網上25mm厚的粗砂(粒徑為1.18-2.36mm)，粗砂上部墊上篩孔為0.3mm的第四篩網。

(2)在20℃溫度下，測試水通過0.2-0.8MPa壓力從下面灌漿孔進入，當液面達到砂柱底部開始計時，當液面達到砂柱頂部停止計時，計算水的滲透係數為Kh，單位為cm/s；

(3)在20℃溫度條件下，測試漿液通過0.2-0.8MPa壓力從下面灌漿孔進入，當液面達到砂柱底部開始計時，當液面達到砂柱頂部停止計時，計算水的滲透係數為Kg，單位為cm/s；

(4)計算相對滲透係數Kr，Kr＝Kg/Kh，量綱為1。

應用實例

本應用實例用於評價A、B兩種灌漿液的可灌性優良程度。

選用的灌漿柱它由欽州港某碼頭吹沙填海中的海沙組成。灌漿液A為地質聚合物灌漿液，灌漿液B為水泥灌漿液。，

在測試溫度為20℃條件下，採用0.2MPa的灌漿壓力分別灌注水、A灌漿液和B灌漿液，水的滲透係數為6cm/s，A灌漿液的滲透係數為3cm/s，B灌漿液的滲透係數為0.6cm/s，測A灌漿液的相對灌漿係數KRA為0.5，B灌漿液的相對滲透係數為KRB為0.01，則可以判斷灌漿液A的可灌性優於B。

前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想將本發明限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在於解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現並利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的範圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。