注浆土体强度测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及注浆土体测试技术领域，具体涉及一种注浆土体强度测试系统。


背景技术：

2.注浆效果受多方面的影响，现场采取的注浆参数和注浆材料会直接影响注浆改善效果，室内试验可以实现注浆，但是注浆后土体的强度等相关特性大多都是通过重塑样获得，难以直接获得注浆土体原位强度等参数，进而得到相应的注浆参数供工程参考和使用。所以，通过室内试验可以得到不同条件下注浆土体强度特性尤为关键，对注浆效果的提升起着至关重要的作用。
3.现有技术中，注浆土体强度测试装置的缺陷在于：测量土样参数的传感器固定设置于土体上方，只能由固定位置向土体贯入，无法实现多位点测量，数值获取单一；难以直接获得注浆土体原位强度等参数，后期测试数据偏差较大；无法考虑到注浆土体的不均匀性，合理评价注浆土体的整体处理效果；并且无法多角度系统评价注浆处理技术，试验数据难以供工程直接参考与使用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种注浆土体强度测试系统，解决现有技术中不同注浆参数组合下进行原位土体强度测试准确性不足的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种注浆土体强度测试系统，包括模型箱、注浆装置、滑动支撑装置、传感器和数据采集分析装置；所述模型箱具有开口、侧壁和底面，用于承装土体；所述滑动支撑装置包括竖直伸缩杆和水平伸缩杆，所述竖直伸缩杆的底部与所述侧壁上缘滑动连接，所述竖直伸缩杆的顶部与所述水平伸缩杆的固定端连接，所述传感器设置于所述水平伸缩杆的自由端，所述传感器与所述数据采集分析装置通信连接；控制所述竖直伸缩杆底部滑动、所述竖直伸缩杆和所述水平伸缩杆的伸缩，可以使所述传感器行至所述开口正上方的预设高度至所述模型箱内部的任意位置。
6.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
7.本实用新型的注浆土体强度测试系统，通过在模型箱上设置包括竖直伸缩杆和水平伸缩杆的滑动支撑装置，所述竖直伸缩杆的底部与所述侧壁上缘滑动连接，将所述传感器设置于所述水平伸缩杆的自由端，可以控制所述竖直伸缩杆底部在模型箱侧壁上缘滑动、使所述竖直伸缩杆和所述水平伸缩杆伸缩，从而实现使所述传感器行至所述开口正上方的预设高度至所述模型箱内部的任意目标位置，便于将传感器置于土体合适的探测点进行数据探测，有利于更有效、方便地获得土体强度信息，提高试验的测试准确性和测试效率。
8.优选的，在所述模型箱的侧壁内表面贴有薄膜，可以减小模型箱四周侧壁与土体之间的摩擦。
9.优选的，所述薄膜的表面均匀涂有凡士林，从而进一步减小模型箱四周侧壁与土
体之间的摩擦。
10.优选的，所述计算机和所述滑动支撑装置通信连接，所述计算机控制所述竖直伸缩杆底部滑动、所述竖直伸缩杆和所述水平伸缩杆的伸缩，便于控制探头在土体合适的贯入点贯入注浆土体中，准确进行数据探测。
11.优选的，所述传感器包括位移计和力传感器，所述位移计和所述力传感器分别设置于所述水平伸缩杆的自由端的上部和下部，所述力传感器包括探头，所述探头向土体方向延伸，当所述传感器行至所述开口正上方的预设高度时，所述探头悬于所述土体上方，便于贯入力和贯入位移的数据获取，得到注浆土体的强度信息。
12.优选的，所述注浆装置包括储浆装置、加压装置和注浆杆，所述储浆装置内封存有浆液，所述储浆装置上设有注浆口和加压口，所述加压装置通过输气管与所述加压口相连接，所述注浆杆通过输浆管与所述注浆口连接。
13.优选的，所述注浆杆上标记有刻度，用于设置注浆深度和注浆角度，从而获得注浆深度和注浆角度对注浆土体强度的影响，能够提高实验数据获取的准确性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的注浆土体强度测试系统结构示意图；
16.图2为本实用新型的探头结构示意图。
17.图中，开口11，侧壁12，底面13，储浆装置21，注浆口211，加压口212，输气管213，输浆管214，加压装置22，注浆杆23，滑动支撑装置3，竖直伸缩杆31，水平伸缩杆32，位移计41，力传感器42，探头421，数据采集仪51，计算机52，土体8，浆液9。
具体实施方式
18.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.如图1所示，本实用新型公开一种注浆土体强度测试系统，包括模型箱1、注浆装置、滑动支撑装置3、传感器和数据采集分析装置；模型箱1具有开口11、侧壁12和底面13，用于承装土体8；滑动支撑装置3包括竖直伸缩杆31和水平伸缩杆32，竖直伸缩杆31的底部与侧壁12上缘滑动连接，竖直伸缩杆31的顶部与水平伸缩杆32的固定端连接，传感器设置于水平伸缩杆32的自由端，传感器与数据采集分析装置通信连接；控制竖直伸缩杆31底部滑动、竖直伸缩杆31和水平伸缩杆32的伸缩，可以使传感器行至开口11正上方的预设高度至模型箱1内部的任意位置，便于将传感器置于土体合适的探测点进行数据探测，有利于更有效、方便地获得土体强度信息，提高试验的测试准确性和测试效率。
20.模型箱1的侧壁12和底面13采用刚度较大的金属板制成，还可进一步采用方钢对模型箱1的四周侧壁12进行加固，减小试验过程中发生弯曲变形。金属板之间密封焊接，防
止浆液渗漏。
21.所述数据采集分析装置包括数据采集仪51和计算机52，数据采集仪51通过有线或无线的方式分别与传感器和计算机52连接，计算机52在注浆土体强度测试过程中实时记录分析传感器探测的各项数据。一些优先的实施例中，计算机52和滑动支撑装置3通信连接，计算机52可以准确控制竖直伸缩杆31底部的滑动、以及竖直伸缩杆31和水平伸缩杆32的伸缩，从而实时准确控制传感器的位置。
22.本实用新型的一些实施例中，在模型箱1的侧壁12内表面贴有薄膜，可以减小模型箱1四周侧壁12与土体8之间的摩擦。
23.在一些优选的实施例中，薄膜的表面还均匀涂有凡士林，从而进一步减小模型箱1四周侧壁12与土体8之间的摩擦。
24.本实用新型的一些实施例中，传感器包括位移计41和力传感器42，位移计41和力传感器42分别设置于水平伸缩杆32的自由端的上部和下部，力传感器42包括探头421，探头421向土体方向延伸，当传感器行至开口11正上方的预设高度时，探头421悬于土体上方。控制竖直伸缩杆31底部滑动、竖直伸缩杆31和水平伸缩杆32的伸缩，可以使探头421在土体合适的贯入点贯入注浆土体中，准确进行数据探测。
25.如图2所示，探头421有多种不同规格可根据实际需要进行选择，不同规格的探头421的长度和直径不同。
26.其中，所述注浆装置包括储浆装置21、加压装置22和注浆杆23，储浆装置21内封存有浆液9，储浆装置21上设有注浆口211和加压口212，加压装置22通过输气管213与加压口212相连接，注浆杆23通过输浆管214与注浆口211连接。向土体注浆时，注浆杆23埋设于土体内的一定深度。可使用空气压缩储罐或者空气压缩机作为加压装置22。
27.本实用新型的一些实施例中，注浆杆23上标记有刻度，用于设置注浆深度和注浆角度，从而获得注浆深度和注浆角度对注浆土体强度的影响，能够提高实验数据获取的准确性。
28.以下结合图1-2说明使用本实施例的注浆土体强度测试系统的典型工作流程：
29.模型箱1中铺设薄膜，在薄膜上涂覆凡士林，将制备好的待注浆土体8装填入模型箱1中，填样过程中分层进行压实。在填样进行到预留高度时，将注浆杆23以预设注浆深度和注浆角度插入安装在土体中，然后继续重复填样，覆盖注浆杆23，直到所填土样达到要求高度。将配制好的水泥浆液9通过注浆口211注入储浆装置21中，并迅速打开加压装置22，通过调节好的气压进行加压，使浆液经过注浆杆23注入土体中。停止注浆后，将注浆杆23从土体中拔出，待注浆完成七天后，对注浆后的土体进行原位强度测试。在原位强度测试前，将滑动支撑装置3安装在模型箱1上，将位移计41和力传感器42分别安装在水平伸缩杆32的相应位置，准备数据采集仪51和计算机52，选择合适规格的探头421，将位移计41、力传感器42、计算机52分别与数据采集仪51连接，将滑动支撑装置3和计算机52连接。在原位强度测试中，首先选择注浆土体的合适贯入点，而后通过计算机52控制竖直伸缩杆31的底部在模型箱1的侧壁12上缘滑动、调节竖直伸缩杆31和水平伸缩杆32的伸缩长度，使力传感器42的探头421准确悬停于合适贯入点的上方，而后调节竖直伸缩杆31的伸缩使探头421贯入注浆土体中，通过数据采集仪51和计算机52实时观察记录各贯入点的贯入应力随位移的变化，进而得到注浆土体的强度信息。
30.可通过改变注浆土体的饱和度、压实度等物理性质参数，或改变注浆深度和注浆角度，或改变注浆材料的组分等，通过室内试验，来获得不同条件下的注浆土体强度信息，进而得到注浆土体强度变化规律与不同条件之间的关系，最后选择合适的参数对现场土体进行注浆，并对注浆土体进行原位强度测试，对比不同条件下的应力特点，与室内试验结果进行比对，标定室内试验结果，分析确定不同条件下现场注浆土体的原位强度，从而可以给出合适的注浆参数供工程使用，也可对不同现场土体的注浆效果进行预测。
31.采用本实用新型的注浆土体强度测试系统，可反复模拟测试不同条件下机场道基等土体的注浆前后强度变化规律，测试出机场道基土体的注浆前后强度变化规律与饱和度、压实度、注浆深度、注浆角度和注浆材料等不同条件的关系，能够充分揭示各种不同条件下的机场道基土体注浆前后强度变化规律及影响因素，测试精度高，操作简便，可用于改善现场土体的原位注浆效果，增强工程的稳定性和安全性。
32.上面对本实用新型的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本实用新型限制于单个公开的实施方式。如上所述，本实用新型的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本实用新型旨在包括在此已经讨论过的本实用新型的所有替代、修改和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。
33.虽然通过实施方式描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。