一种高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置的制作方法

本发明涉及岩土工程测试设备，尤其涉及一种高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置。

背景技术：

1、在高地温隧道施工过程中，存在高地应力岩爆、超高地温、高温热水、断层破碎带、节理密集带、浅埋冲沟等不良地质，其中由于隧道围岩开挖扰动导致的深部高温热水突涌问题尤为突出，在隧道狭小的空间范围内，高温热水突涌将导致洞内环境温湿度急剧劣化，施工安全风险陡增，堵水工程问题难以处理，通常需要根据高温高压热水的水压、水量、温度和离子浓度等环境参数选择不同的注浆堵水材料。因此，如何在室内尽可能真实地模拟高温高压热水突涌环境和岩(土)体受力状态，测试高温注浆材料在不同环境参数条件下的物理、力学性能和渗透能力等特性，成为了隧道建设者亟需解决的首要技术问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，从而解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明公开了一种高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，包括外箱体、内箱体、注浆机组件、外箱体加热水箱组件和内箱体加热水箱组件，所述内箱体设置在所述外箱体内，所述注浆机组件的出浆管与所述内箱体连接，所述外箱体加热水箱组件的出水管与所述外箱体连接，所述内箱体加热水箱组件的出水管与所述内箱体连接。

3、进一步的，所述注浆机组件包括依次连接的注浆机、储浆箱、浆料泵和电动三通切换阀，所述电动三通切换阀的第一端口与所述浆料泵连接，第二端口与所述内箱体连接，第三端口与所述内箱体加热水箱组件的回水管连接连接。

4、进一步的，所述外箱体加热水箱组件和内箱体加热水箱组件均包括水箱、加热部件和水泵，所述加热部件设置在所述水箱内，所述水泵设置在所述水箱的出水管上。

5、进一步的，所述外箱体加热水箱组件的出水管和回水管分别连接至所述外箱体的下部和上部；所述内箱体加热水箱组件的出水管和回水管分别连接至所述内箱体的上部和下部。

6、进一步的，所述内箱体的一侧设置有用于观测内部的内箱体透明盖板，所述外箱体的一侧设置有用于观测内部的外箱体透明盖板。

7、进一步的，所述内箱体内设置有用于设置多个岩石的岩石缝隙注浆腔，所述岩石缝隙注浆腔内设置有带缝隙的岩石，还包括用于对所述岩石缝隙注浆腔内加压的岩石加压组件。

8、进一步的，所述岩石加压组件包括加压板和加压伸缩件，所述加压伸缩件的伸缩端与所述加压板连接，所述加压板设置在所述岩石缝隙注浆腔内的两侧。

9、进一步的，所述内箱体内还设置有的用于间隙设置多个结合测试块的注浆结合测试腔，所述注浆结合测试腔设置在所述岩石缝隙注浆腔的上方，所述岩石缝隙注浆腔和注浆结合测试腔之间设置有多孔板，所述注浆结合测试腔内间隙设置有多个结合测试块。

10、进一步的，所述外箱体内还设置有混凝土抗渗试模，所述混凝土抗渗试模安装在所述内箱体的顶部，所述混凝土抗渗试模的底部与所述内箱体连接，顶部与所述内箱体加热水箱组件的出水管连接。

11、进一步的，还包括三轴围压测试组件，所述三轴围压测试组件包括混凝土围压试模、环形围压囊、围压控制器、轴向加压板和轴向加压伸缩件件，所述混凝土围压试模设置在所述外箱体内，该混凝土围压试模安装在所述内箱体的顶部，所述混凝土围压试模的底部与所述内箱体连接，所述环形围压囊套设在所述混凝土围压试模内，所述轴向加压板安装在所述混凝土围压试模内的顶部，所述轴向加压板与所述轴向加压伸缩件件的伸缩端连接。

12、与现有技术相比，本发明的优点在于：

13、本发明通过外箱体加热水箱组件向外箱体内注入高温热水，同时通过内箱体加热水箱组件向内箱体注入高温高压热水，从而可以为内箱体提供一个稳定的、模拟高水温隧道施工过程中内部高温高压的动水环境，为开展内箱体的注浆材料物理、力学性能试验提供基础条件，为后期高水温隧道实际施工提供质量和安全保障。

14、下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，包括外箱体(1)、内箱体(2)、注浆机组件(3)、外箱体加热水箱组件(4)和内箱体加热水箱组件(5)，所述内箱体(2)设置在所述外箱体(1)内，所述注浆机组件(3)的出浆管与所述内箱体(2)连接，所述外箱体加热水箱组件(4)的出水管与所述外箱体(1)连接，所述内箱体加热水箱组件(5)的出水管与所述内箱体(2)连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述注浆机组件(3)包括依次连接的注浆机(31)、储浆箱(32)、浆料泵(33)和电动三通切换阀(34)，所述电动三通切换阀(34)的第一端口与所述浆料泵(33)连接，第二端口与所述内箱体(2)连接，第三端口与所述内箱体加热水箱组件(5)的回水管连接连接。

3.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述外箱体加热水箱组件(4)和内箱体加热水箱组件(5)均包括水箱(41)、加热部件(42)和水泵(43)，所述加热部件(42)设置在所述水箱(41)内，所述水泵(43)设置在所述水箱(41)的出水管上。

4.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述外箱体加热水箱组件(4)的出水管和回水管分别连接至所述外箱体(1)的下部和上部；所述内箱体加热水箱组件(5)的出水管和回水管分别连接至所述内箱体(2)的上部和下部。

5.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述内箱体(2)的一侧设置有用于观测内部的内箱体透明盖板(21)，所述外箱体(1)的一侧设置有用于观测内部的外箱体透明盖板(11)。

6.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述内箱体(2)内设置有用于设置多个岩石(27)的岩石缝隙注浆腔(22)，还包括用于对所述岩石缝隙注浆腔(22)内加压的岩石加压组件(23)。

7.根据权利要求6所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述岩石加压组件(23)包括加压板(231)和加压伸缩件(232)，所述加压伸缩件(232)的伸缩端与所述加压板(231)连接，所述加压板(231)设置在所述岩石缝隙注浆腔(22)内的两侧。

8.根据权利要求6所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述内箱体(2)内还设置有用于间隙设置多个结合测试块(26)的注浆结合测试腔(24)，所述注浆结合测试腔(24)设置在所述岩石缝隙注浆腔(22)的上方，所述岩石缝隙注浆腔(22)和注浆结合测试腔(24)之间设置有多孔板(25)。

9.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，所述外箱体(1)内还设置有混凝土抗渗试模(6)，所述混凝土抗渗试模(6)安装在所述内箱体(2)的顶部，所述混凝土抗渗试模(6)的底部与所述内箱体(2)连接，顶部与所述内箱体加热水箱组件(5)的出水管连接。

10.根据权利要求1所述的高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，其特征在于，还包括三轴围压测试组件(7)，所述三轴围压测试组件(7)包括混凝土围压试模(71)、环形围压囊(72)、围压控制器(73)、轴向加压板(74)和轴向加压伸缩件件(75)，所述混凝土围压试模(71)设置在所述外箱体(1)内，该混凝土围压试模(71)安装在所述内箱体(2)的顶部，所述混凝土围压试模(71)的底部与所述内箱体(2)连接，所述环形围压囊(72)套设在所述混凝土围压试模(71)内，所述轴向加压板(74)安装在所述混凝土围压试模(71)内的顶部，所述轴向加压板(74)与所述轴向加压伸缩件件(75)的伸缩端连接。

技术总结
本发明公开了一种高温高压动水条件下岩体注浆材料试验装置，包括外箱体、内箱体、注浆机组件、外箱体加热水箱组件和内箱体加热水箱组件，内箱体设置在外箱体内，注浆机组件的出浆管与内箱体连接，外箱体加热水箱组件的出水管与外箱体连接，内箱体加热水箱组件的出水管与内箱体连接。本发明通过外箱体加热水箱组件向外箱体内注入高温热水，同时通过内箱体加热水箱组件向内箱体注入高温高压热水，从而可以为内箱体提供一个稳定的、模拟高水温隧道施工过程中内部高温高压的动水环境，为开展内箱体的注浆材料物理、力学性能试验提供基础条件，为后期高水温隧道实际施工提供质量和安全保障。

技术研发人员：李勇毅,欧可,罗武装,凌帆,夏真荣,龙秀堂,杨晓春,石琨,颜桢炜,任顺楠,王鑫亮
受保护的技术使用者：中铁五局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15