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专利号: 2016100760649
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是, 包括以下步骤:

1) 多序次高识别度注浆模型试验实施,包括:

(1)制定注浆模型试验方案;

(2)制作多序次注浆装置;

(3)配制分序次注浆材料,采用不影响浆液性能的氧化铁类颜料添加到水泥浆浆液中,使浆液及浆液凝胶体体现不同的颜色,以区分不同序次浆材;

(4)控制注浆过程;

2) 观察测线布置与量测剖面揭露;包括:

(1)确定观察测线方向、数量和测线间距;

(2)观测剖面揭露方法,

首先利用切割机沿着测线开槽,其后借助电锯、铲子工具开挖,切出上部剖面或全部剖面;剖面揭露后,将木尺放置在模型试验台上,下表面作为基准0线;木尺平行观测剖面安放,且一侧面与观测剖面平齐;该侧面上加工有标记点,按照1、2、3……n的顺序编号;标记点之间的间距50mm;n为自然数;

3) 浆液凝胶体特征量测记录及室内实验样品获取,包括:

(1)观测剖面数据量测与记录;

(2)室内土力学及水力学实验样品获取,从切割下来的加固体内获取样品,利用环刀切取即可,满足剪切试验和渗透性试验要求;

4) 加固体特征三维分布形态描绘;包括:

(1)选取处理手段使数据电子化处理,利用excel作为数据处理工具,将获得的数据进行处理,转化为三维空间坐标,以此确定浆脉厚度、坐标、注浆序次以及与其他浆脉的切割组合关系;

(2)利用绘图软件绘制浆脉三维空间展布图;

5) 室内土力学与水力学实验;

6) 注浆扩散机制与注浆加固模式分析。

2.如权利要求1所述的软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是,所述步骤1)中,(1) 制定注浆模型试验方案:根据实验目的,制定多序次注浆模型试验方案,确定试验钻孔数量或加工注浆钻孔结构;

(2) 制作多序次注浆装置:利用铝片制作注浆阻隔器,利用PVC管制作单孔多序次注浆装置;

(3) 配制分序注浆材料:根据先期试验比对分析,采用的氧化铁类颜料包括氧化铁蓝、氧化铁橙、氧化铁黑、氧化铁棕、氧化铁绿、氧化铁黄、氧化铁红,当添加剂质量与干水泥质量比值分别达到2.3、2.7、1.5、2.0、1.5、1.5、1.5时,使水泥浆液凝胶后呈现明显的蓝色、橙色、黑色、棕红色、绿色、黄色及暗红色;

(4) 控制注浆过程:通过控制注浆终压和注浆速率进行注浆过程控制,以保障注浆效果和注浆安全。

3.如权利要求1所述的软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是,所述步骤2)中,确定观察测线方向、数量和测线间距具体技术为:注浆试验完成后,加固体养护时间达到24h后,打开多序次注浆装置,布置纵向观测线,观测线平行注浆钻孔连线布置,根据研究精度确定测线间距,取50 100mm,测线定好后,在试验平台上标定位置和序号,~防止错乱。

4.如权利要求1所述的软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是,所述步骤3)中,观测剖面数据量测与记录具体技术为,确定坐标系及方向:按照注浆试验设计,选取笛卡尔三维坐标系,选择主注浆口为坐标原点,平行观测线且沿观测方向定为x轴正方向,水平面内垂直x轴为y轴,观测剖面内垂直x轴为z轴;

每个观测剖面切割前,将标尺1号点与观测剖面起始点重合,根据注浆系统顶面与主注浆口的相对位置确定标尺上每个标记点的三维坐标,作详细记录;

从标记点处引出铅垂线,初步确定铅垂线经过的浆脉形态、与其他浆脉的交错关系;然后利用钢尺贴合观测剖面垂直标尺放置,自上而下依次记录铅垂线经过的浆脉信息,包括自标尺起始,浆脉顶、底面深度,浆脉的颜色,是否与其他浆脉相交信息;将这些资料详细记录下来,形成原始数据;

利用方格纸按照1:10或1:5的比例尺完成浆脉分布的素描图,利用不同颜色的蜡笔描绘浆脉形态。

5.如权利要求1所述的软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是,所述步骤4)中,利用现有软件绘制浆脉的三维空间分布形态,分析浆脉扩散规律和浆脉劈裂次序,为注浆扩散机理分析提出支撑。

6.如权利要求1所述的软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是,所述步骤5)包括:(1)室内土力学实验:利用应变控制直剪仪开展直剪试验,测试环刀获取的土力学试件的抗剪强度,对比分析不同位置试件的抗剪强度;

(2)室内水力学实验:利用土壤渗透仪开展加固体渗透试验,测试环刀获取的水力学试验样品的渗透系数,对比分析不同位置试件的渗透系数。

7.如权利要求1所述的软弱破碎岩体注浆加固效能三维空间数据采集方法,其特征是,所述步骤6)包括:(1)注浆扩散机制分析:观察浆液凝胶体形态,确定扩散方式:若凝胶体呈局部点状分布,则浆液发生渗透扩散;若凝胶体形态为不规则球形、椭球形块体形状,则浆液发生压密扩散;若凝胶体形态为相连接主干脉-分浆脉的系统,则浆液发生劈裂扩散;根据浆液扩散形式进行注浆扩散过程的力学机制分析;

(2)归纳总结注浆加固模式:根据浆液主导扩散形式划分注浆加固模式类型,若研究范围浆液主要为渗透扩散,则划分为渗透型加固模式;若研究范围浆液主要为压密扩散,则划分为压密型加固模式;若研究范围浆液主要为劈裂扩散,则划分为劈裂型加固模式;若研究范围浆液主要为压密扩散和劈裂扩散,则划分为压密-劈裂型复合加固模式;若研究范围浆液主要为渗透-劈裂扩散,则划分为渗透-劈裂型复合加固模式;在以上分析基础上,总结各种加固模式的特征。