一种测量双液浆注浆扩散半径的试验装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及双液浆注浆性能测试设备技术领域，具体涉及一种测量双液浆注浆扩散半径的试验装置及方法。
技术背景
[0002]在深基坑工程中，经常采用双液浆注浆，加固砂土地层、形成截水帷幕。浆液的扩散半径是评价注浆质量的重要参数，为了形成密闭的截水帷幕，必须使浆液扩散半径大于注浆孔的间距，以确保双液浆有效加固粧之间形成相互搭接。
[0003]目前，浆液的扩散半径通常采用经验公式或现场试验来确定。然而，浆液的扩散半径和影响范围与地层的渗透系数和注浆压力等密切相关，对于不同地层，级配和渗透性均存在较大差异，通过经验公式计算得到的注浆量范围过大，注浆量难以控制，浆液的扩散范围测试误差大;现场试验是指通过在注浆孔周边打设探孔来逐步探索浆液扩散半径的范围，不能准确得到浆液的扩散半径，难以直观地观测注浆效果，且耗时较长、费用较高。因此，有必要对现有技术进行改进。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种测试结果准确、效率高、适用于不同地层的双液浆注浆扩散半径测试装置及测试方法。
[0005]本发明采用的技术方案是:一种测量双液浆注浆扩散半径的试验装置，主要包括砂土系统和注浆系统，其中:砂土系统包括储水容器和密封的砂土容器，砂土容器的底部通过管道与储水容器连通，砂土容器内装有压实的砂土试样;注浆系统包括气压源和密封的储浆容器，储浆容器内装有双液浆;所述气压源与储浆容器的顶部连通，储浆容器的底部与注浆管连通，注浆管的下端穿过砂土容器的顶盖，竖直插入砂土试样中，注浆管插入砂土试样内的部分开设有注浆孔;在注浆管和储浆容器连通的管道上配置有注浆压力配压阀，在气压源与储浆容器连通的管道上配置气压配压阀。
[0006]按上述方案，所述试验装置还包括多个孔隙水压力计，孔隙水压力计以注浆管为中心，沿径向间隔分布在砂土试样内。
[0007]按上述方案，所述气压源配置有气压计。
[0008]按上述方案，所述砂土试样分为多层，每层均压实;在每层砂土试样中以注浆管为中心，沿径向间隔布置孔隙水压力计。
[0009]按上述方案，所述注浆管为花管，注浆孔在注浆管的管壁呈等边三角形分布。
[0010]按上述方案，所述注楽孔的孔径为3?5mm。
[0011]本发明还提供了一种测量双液浆注浆扩散半径的方法，包括以下步骤:
步骤一、提供如上所述的试验装置；
步骤二、采集砂土试样，烘干后测试砂土试样的级配、干密度和渗透系数；
步骤三、将砂土试样分多层放入砂土容器，每层击实后埋入孔隙水压力计，再铺设下一层砂土试样；
步骤四、从砂土容器的底部进水，砂土试样自下而上排气饱和，饱和后保持砂土容器内的水面略高于砂土试样的上表面，并抽真空；
步骤五、在砂土试样内竖直插入注浆管;配置双液浆输入储浆容器内，密封储浆容器；步骤六、通过气压源向储浆容器施加注浆压力直至注浆压力达到设定值，储浆容器内的双液浆经管道流入注浆管内，记录该注浆过程中孔隙水压力计和注浆压力配压阀的示数；
步骤七、注浆结束48小时后，挖开砂土试样，测量双液浆的成粧半径和有效注浆扩散半径。
[0012]按上述方案，在步骤三中，每层砂土试样击实后进行表面刮毛处理，再埋设孔隙水压力计和下一层砂土试样击实。
[0013]按上述方案，在步骤三中，所述砂土试样的密实度为85%?95%。
[0014]按上述方案，在步骤五中，双液浆由体积为1:1的水泥和水玻璃均匀搅拌制备而成，控制双液浆的凝结时间为2?12h。
[0015]本发明的有益效果是:I)本发明模拟工程实际中双液浆的注浆环境，测得在不同的注浆压力下双液浆的注浆扩散半径，为工程实际中注浆扩散半径的确定提供了理论参考，大大减小了注浆扩散半径的测量误差，可更快、更准确评估注浆影响范围和注浆效果；2)本发明采用多层砂土试样，可测得在同一注浆压力下，同一位置的不同地层中注浆扩散范围，测量结果全面;3)本发明设计合理，准确度高，为工程实际中的双液浆注浆效果的评估和研究提供了测量手段，具有重要的研究和工程实践意义。
【附图说明】
[0016]图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
[0017]其中:1、砂土容器;2、砂土试样；3、注浆管；4、注浆压力配压阀；5、储浆容器;6、双液浆;7、O型密封圈；8、底板;9、浆液输送管道；10、气压管道；11、气压开关；12、气压源；13、气压配压阀；14、气压计;15、孔隙水压力计;16、储水容器;17、进水管道。
【具体实施方式】
[0018]为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
[0019]如图1所示的一种测量双液浆注浆扩散半径的试验装置，主要包括砂土系统和注浆系统和测试系统，其中:砂土系统包括储水容器16和密封的砂土容器I，砂土容器I的底部通过进水管道17与储水容器16连通，砂土容器I内装有压实的砂土试样2;注浆系统包括气压源12和密封的储浆容器5，储浆容器5内装有双液浆6，气压源12配置有气压计14;气压源12通过气压管道10与储浆容器5的顶部连通，气压管道10上安设有气压开关11和气压配压阀13;储浆容器5的底部通过浆液输送管道9与注浆管3连通，浆液输送管道9上配置有注浆压力配压阀4;注浆管3的下端穿过砂土容器的顶盖，竖直插入砂土试样2中，注浆管3插入砂土试样2的部分开设有注浆孔;所述试验装置还包括多个孔隙水压力计15，孔隙水压力计15以注浆管3为中心，沿径向间隔分布在砂土试样2内。
[0020]本发明中，砂土试样2分为多层，每层均压实;在每层砂土试样2中沿水平方向间隔布置多个孔隙水压力计15;注浆管3为花管，注浆孔在注浆管3的管壁呈等边三角形分布;上下两个注浆孔的竖向间距为30?40mm;注浆孔的孔径为3~5mm;储浆容器5包括侧壁、顶板和金属的底板8，底板8与侧壁连接，并通过O型密封圈7密封。
[0021]本发明还提供了一种测量双液浆注浆扩散半径的方法，该方法的整个过程在温度可控的环境中进行，以免同类试验浆液凝结时间变化较大，引起测量误差。本方法具体包括以下步骤:
步骤一、提供如上所述的试验装置:本实施例中的储浆容器5为高500mm、内径为400mm的金属或有机玻璃容器;孔隙水压力计15可采用振弦式渗压计，其量程不小于lOOOkPa，精度不小于IkPa;注浆管3采用直径为20mm的花管，注浆管3上的注浆孔呈等边三角形布置，且注楽孔位于离注楽管3下端5?500mm的管壁上。
[0022]步骤二、采集砂土试样2，将砂土试样2