一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法。


背景技术：

2.地下注浆被广泛应用于桥梁和隧道建设工程中，在桥梁建筑中，由于地基的承载力不足，有时需要在桩基施工前或者桩基施工后进行注浆以提升地基承载力，保障桥梁运行安全。由于目前车辆超载情况严重，运行很久的桥梁往往会面临地基承载力劣化的情况，桩底和桩侧后压浆是一种简易并且有效的解决方案。在隧道施工中，有时候由于地下土质疏松或者含水量过大，会造成盾构机开挖面不稳定的情况，难以形成临时支撑面进行后续隧道施工，往往采用注浆的方法进行堵水堵漏或者加强开挖面稳定性。在涉及地下的工程中，注浆往往被用作一种有效，建议的地基处理手段。注浆根据应用的材料不同可以划分为化学注浆和水泥基注浆，与化学注浆相比，水泥基注浆因其经济实惠、耐久性高、环境安全性好而被广泛应用于岩土工程中。
3.不同于化学注浆的真溶液状态，水泥基材料的浆液是悬浊液，微小的颗粒悬浮在液体中，当被注入地层的时候，土壤颗粒形成的骨架发挥了类似筛网的作用，部分水泥颗粒被截留，依附在土壤骨架上，并且逐渐在土层中累积，改变了原有地层的性质。这种多孔介质对颗粒的渗滤作用对注浆的施工过程和施工效果都有很大的影响，针对不同的地质条件和注浆目的，对材料在注浆土层中的渗滤也有不同要求。例如，桩基注浆加固中，水泥颗粒渗滤堵塞降低了水泥基灌浆的连续性，并对加固产生负面影响。而隧道掘进过程中，料浆渗透到地层中，动态形成滤饼。滤饼的质量决定着支护压力传递的效率，支护压力传递控制着巷道工作面稳定性和地表沉降。在工程实践中，低孔隙度、低渗透率的滤饼是首选。因此，对水泥基注浆材料在地层中的渗透截留情况进行试验研究是保证注浆效果的关键。
4.一维砂柱渗透实验是研究水泥浆过滤的常用方法，砂柱一般是指放满砂粒的密封圆管，使用输送装置将水泥浆从圆管一头输送进入砂柱，并研究水泥颗粒在砂粒多孔介质中的传输问题。然而，目前的试验装置只能研究砂柱整体对水泥浆过滤的作用，无法精细化研究距离浆液输入口不同距离的水泥浆颗粒渗滤情况，因此研究成果有一定局限性。
5.在大部分已有的砂柱实验中，受限于实验装置的刚性，无法对砂柱进行压缩固结，然而，在实际工程中，不同深度土层在大小不同的地应力作用下，会有不同的固结情况，固结会对水泥浆颗粒的渗滤产生影响，但是大多数实验装置无法对此进行研究。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法，克服现有实验装置的测量局限性，主要针对目前一维砂柱实验装置测量数据的局限性，发明了一种新的砂柱试验装置，以获得更全面的渗滤实验实验数据，为更进一步的研究奠定基础。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种砂柱注浆渗透实验装置，包括砂柱、连接在所
述砂柱上方的浆液注入结构和连接在所述砂柱下方的浆液滤出结构，所述砂柱包括多个连接单元，多个所述连接单元之间设置有密封硅胶垫；多个所述连接单元之间、所述连接单元和所述浆液注入结构之间、所述连接单元和所述浆液滤出结构之间均通过法兰螺栓连接；所述砂柱的四周设置有四根螺杆，四根所述螺杆贯穿所述浆液注入结构和所述浆液滤出结构，四根所述螺杆的两端均设置有固定螺栓；所述浆液滤出结构的下方设置有底部平板，所述底部平板与所述浆液滤出结构之间设置有支撑板一和支撑板二，所述支撑板二和所述支撑板一之间设置有砂柱固结结构。
8.优选的，所述连接单元包括法兰轮一和法兰轮二，所述法兰轮一和所述法兰轮二上均设置有若干个法兰螺栓孔一，所述法兰轮二和所述法兰轮一之间设置有侧壁板，所述侧壁板上设置有传感器穿线预留孔；所述密封硅胶垫上设置有若干个法兰螺栓孔二。
9.优选的，所述浆液注入结构包括密封板和设置在所述密封板下方的预留空间壁，所述预留空间壁上设置有若干个法兰螺栓孔三，所述预留空间壁通过法兰轮三与所述法兰轮一连接，所述密封板的中心位置处设置有浆液注入口，所述密封板的四周位置处设置有四个螺杆预留孔一。
10.优选的，所述浆液滤出结构包括设置在所述连接单元下方的滤出端平板，所述滤出端平板通过法兰轮四与所述法兰轮二连接；所述滤出端平板的中心位置处设置有贯穿通道，所述滤出端平板的四周位置处设置有四个螺杆预留孔二。
11.优选的，所述砂柱固结结构包括压缩活塞和设置在所述压缩活塞下方的浆液出口，所述浆液出口的下方连接在升降平台上，所述升降平台的下方设置有底部平台，所述底部平台和所述升降平台之间设置有千斤顶压力系统，所述千斤顶压力系统的前后两侧均设置有内侧转动臂和外侧转动臂，所述外侧转动臂和所述内侧转动臂之间通过转动臂螺栓轴连接；所述底部平台的两侧底部均设置有底部滑轮和固定夹块一，所述升降平台的两侧顶部均设置有顶部滑轮和固定夹块二，所述内侧转动臂的一端通过滑轮轴一与所述顶部滑轮连接，另一端通过固定端螺栓轴一与所述固定夹块一连接，所述外侧转动臂的一端通过滑轮轴二与所述底部滑轮连接，另一端通过固定端螺栓轴二与所述固定夹块二连接。
12.优选的，所述升降平台的左右两端分别设置有限位钢板一和限位钢板二，所述限位钢板一的中心位置处设置有转动把手，所述转动把手通过升降台控制螺杆一与所述限位钢板一连接；所述限位钢板二的中心位置处设置有升降台控制螺杆二。
13.一种砂柱注浆渗透实验装置的使用方法，包括以下步骤：
14.步骤一，根据实验要求选择连接单元的数量，将多个连接单元通过法兰螺栓组合起来形成完整的砂柱，再将浆液注入结构、砂柱和浆液滤出结构通过法兰螺栓连接起来，将压缩活塞放置在砂柱底部；
15.步骤二，将砂子放入砂柱中，连接单元上开设有传感器穿线预留孔，根据需要放置传感器，在放置传感器后，对传感器穿线预留孔进行密封；
16.步骤三，根据实验需求，调整压缩活塞，对砂柱进行压缩固结，升降平台有位移控制模式和力控制模式，以额定数值控制砂柱压缩；
17.步骤四，使用密封接口依次连接空压机、浆液储存装置和密封板上的浆液注入口，在浆液运输管道上安装球阀以控制浆液每一步的流动，并且检查气密性；
18.步骤五，打开空气压缩机，将空气打入浆液储存桶，桶内水泥浆液在空气压力作用
下顺着管道进入砂柱中；
19.步骤六，驱动水泥浆液渗入砂柱，根据实验要求监测传感器数值和砂柱重量变化情况，在水泥浆液滤过砂柱后，采用定量容器收集滤出液，测量滤出液浊度；
20.步骤七，当水泥浆液渗过，实验完成后，开始从上至下拆卸实验装置，拆卸过程中，在节段分离的时候采用垫板插入砂柱进行分割，之后进行后续试验，以研究不同渗滤距离处水泥浆的渗滤情况。
21.因此，本发明采用上述结构的一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法，具有以下有益效果：
22.(1)本实验采用分段组合式的砂柱，在保证了一般砂柱所能获得的实验结果以外，还适用于分段研究水泥浆在砂柱中的截留渗滤效应。
23.(2)本发明的连接单元之间采用硅胶垫加法兰轮的连接方式，保证了组装砂柱的气密性和整体强度，降低了实验结果的误差。
24.(3)本发明的浆液注入结构和浆液滤出结构集合了分散浆液，输入输出浆液，以及测量平台等作用，平整的平台方便将整个设备放置于称重平台上，进行重量测量。
25.(4)本发明的连接单元设有为传感器放置的预设口，在穿线之后可以方便地使用玻璃胶密封，方便测量砂柱内部各项参数在试验过程中的梯度分布和变化情况。
26.(5)本发明的砂柱长度可以通过改变连接单元的数量自由取舍决定，方便研究不同扩散长度后，浆液的变化情况。
27.(6)本发明通过固结控制装置实现了管中砂柱位移控制和力控制两种固结方式，使砂柱更加符合实际工程的特点，可以获得更多更准确的实验结果。
28.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
29.图1为本发明组装后的三维视图；
30.图2为本发明组装后侧视图；
31.图3为本发明的连接单元三维视图；
32.图4为本发明连接单元的俯视图；
33.图5为本发明连接单元的侧视图；
34.图6为本发明连接单元之间的密封硅胶垫；
35.图7为本发明浆液注入口装置的三维视图；
36.图8为本发明浆液注入口装置的侧视图；
37.图9为本发明浆液注入口装置的俯视图；
38.图10为本发明浆液滤出口和固结控制装置的组装侧视图；
39.图11为本发明浆液滤出口的三维视图；
40.图12为本发明浆液滤出口的侧视图；
41.图13为本发明浆液滤出口的俯视图；
42.图14为本发明固结控制装置的三维视图；
43.图15为本发明的砂柱固结控制系统的正视图；
44.图16为本发明的砂柱固结控制系统的右视图；
45.图17为本发明的砂柱固结控制系统的左视图；
46.图18为本发明砂柱侧壁和底座碎石层接触位置细节图；
47.附图标记：1、连接单元；2密封硅胶垫；3、法兰螺栓；4、螺杆；5、固定螺栓；6、底部平板；7、支撑板一；8、支撑板二；9、砂柱固结结构安装位置；10、法兰轮一；11、法兰轮二；12、法兰螺栓孔一；13、侧壁板；14、传感器穿线预留孔；15、法兰螺栓孔二；16、密封板；17、预留空间壁；18、法兰螺栓孔三；19、法兰轮三；20、浆液注入口；21、螺杆预留孔一；22、滤出端平板；23、法兰轮四；24、贯穿通道；25、螺杆预留孔二；26、压缩活塞；27、浆液出口；28、升降平台；29、底部平台；30、千斤顶压力系统；31、内侧转动臂；32、外侧转动臂；33、转动臂螺栓轴；34、底部滑轮；35、固定夹块一；36、顶部滑轮；37、固定夹块二；38、滑轮轴一；39、固定端螺栓轴一；40、滑轮轴二；41、固定端螺栓轴二；42、限位钢板一；43、限位钢板二；44、转动把手；45、升降台控制螺杆一；46、升降台控制螺杆二；47、橡胶密封环；48、砂柱壁；49、橡胶密封环安装位置；50、碎石层。
具体实施方式
48.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
49.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
50.实施例
51.请参阅图1-18，本发明提供了一种砂柱注浆渗透实验装置，包括砂柱、连接在砂柱上方的浆液注入结构和连接在砂柱下方的浆液滤出结构，砂柱包括多个连接单元1，多个连接单元1之间设置有密封硅胶垫2；多个连接单元1之间、连接单元1和浆液注入结构之间、连接单元1和浆液滤出结构之间均通过法兰螺栓3连接；砂柱的四周设置有四根螺杆4，四根螺杆4贯穿浆液注入结构和浆液滤出结构，四根螺杆4的两端均设置有固定螺栓5；浆液滤出结构的下方设置有底部平板6，底部平板6与浆液滤出结构之间设置有支撑板一7和支撑板二8，支撑板二8和支撑板一7之间设置有砂柱固结结构，图2中可见砂柱固结结构安装位置9。
52.连接单元1包括法兰轮一10和法兰轮二11，法兰轮一10和法兰轮二11上均设置有若干个法兰螺栓孔一12，法兰轮二11和法兰轮一10之间设置有侧壁板13，侧壁板13上设置有传感器穿线预留孔14；密封硅胶垫2上设置有若干个法兰螺栓孔二15。
53.浆液注入结构包括密封板16和设置在密封板16下方的预留空间壁17，预留空间壁17上设置有若干个法兰螺栓孔三18，预留空间壁17通过法兰轮三19与法兰轮一10连接，密封板16的中心位置处设置有浆液注入口20，密封板16的四周位置处设置有四个螺杆预留孔一21。
54.浆液滤出结构包括设置在连接单元1下方的滤出端平板22，滤出端平板22通过法
兰轮四23与法兰轮二11连接；滤出端平板22的中心位置处设置有贯穿通道24，滤出端平板22的四周位置处设置有四个螺杆预留孔二25。
55.砂柱固结结构包括穿过贯穿通道24的压缩活塞26和设置在压缩活塞26下方的浆液出口27，浆液出口27也起到支撑作用，浆液出口27的下方连接在升降平台28上，升降平台28的下方设置有底部平台29，底部平台29和升降平台28之间设置有千斤顶压力系统30，千斤顶压力系统30的前后两侧均设置有内侧转动臂31和外侧转动臂32，外侧转动臂32和内侧转动臂31之间通过转动臂螺栓轴33连接；底部平台29的两侧底部均设置有底部滑轮34和固定夹块一35，升降平台28的两侧顶部均设置有顶部滑轮36和固定夹块二37，内侧转动臂31的一端通过滑轮轴一38与顶部滑轮36连接，另一端通过固定端螺栓轴一39与固定夹块一35连接，外侧转动臂32的一端通过滑轮轴二40与底部滑轮34连接，另一端通过固定端螺栓轴二41与固定夹块二37连接。
56.升降平台28的左右两端分别设置有限位钢板一42和限位钢板二43，限位钢板一42的中心位置处设置有转动把手44，转动把手44通过升降台控制螺杆一45与限位钢板一42连接；限位钢板二43的中心位置处设置有升降台控制螺杆二46。
57.一种砂柱注浆渗透实验装置的使用方法，包括以下步骤：
58.步骤一，根据实验要求选择连接单元1的数量，将多个连接单元1通过法兰螺栓3组合起来形成完整的砂柱，再将浆液注入结构、砂柱和浆液滤出结构通过法兰螺栓3连接起来，将压缩活塞26放置在砂柱底部；
59.步骤二，将砂子放入砂柱中，连接单元1上开设有传感器穿线预留孔14，根据需要放置孔隙水压力传感器，土压力盒等设备，在放置传感器后，采用玻璃胶等材料对传感器穿线预留孔14进行密封；
60.步骤三，根据实验需求，调整压缩活塞26，对砂柱进行压缩固结，升降平台28有位移控制模式和力控制模式，以额定数值控制砂柱压缩；
61.步骤四，使用密封接口依次连接空压机、浆液储存装置和密封板16上的浆液注入口20，在浆液运输管道上安装球阀以控制浆液每一步的流动，并且检查气密性；
62.步骤五，打开空气压缩机，将空气打入浆液储存桶，桶内水泥浆液在空气压力作用下顺着管道进入砂柱中；
63.步骤六，驱动水泥浆液渗入砂柱，根据实验要求监测传感器数值和砂柱重量变化情况，在水泥浆液滤过砂柱后，采用定量容器收集滤出液，测量滤出液浊度等数据；
64.步骤七，当水泥浆液渗过，实验完成后，开始从上至下拆卸实验装置，拆卸过程中，在节段分离的时候采用垫板插入砂柱进行分割，之后进行其他后续试验，以研究不同渗滤距离处水泥浆的渗滤情况。
65.具体实验时，按照图1所示组装连接单元1、浆液注入结构和浆液滤出结构，连接单元1的数量可以根据实验要求进行调整，连接浆液注入结构和浆液滤出结构的四根螺杆4也需要对应进行调整，各个连接单元1之间、连接单元1和浆液注入结构、连接单元1和浆液滤出结构之间均通过法兰螺栓3连接，法兰轮一10和法兰轮二11之间中间放置密封硅胶垫2。
66.首先将浆液滤出结构通过法兰轮四23与其他连接单元1逐个连接，直到满足实验要求。在达到砂柱实验长度后，放置浆液注入结构之前，在浆液注入结构的预留空间壁17内铺设碎石，浆液注入端和浆液滤出端都需要铺设碎石层，浆液滤出结构的碎石被预先放置
在压缩活塞26中。这种设置有两方面原因，一方面让浆液均匀输入和输入砂柱，另一方面防止细砂从输出孔流出，堵塞浆液输出口，铺设好碎石层后将砂子放满砂柱即可，如果需要放置传感器，将传感器连接线从传感器穿线预留孔14穿出，然后使用玻璃胶密封，如果不需要放置传感器，使用玻璃胶直接密封洞口即可。
67.装满砂柱后，接下来将螺杆4通过螺杆预留孔一21放入底部的浆液滤出结构，然后放置浆液注入结构使螺杆4的另一头通过浆液注入结构的通过螺杆预留孔一21，螺杆4两端施加固定螺栓5以固定。
68.在实验装置组装完成并且装满砂以后，使用驱动设备(一般为空压机)，将浆液自浆液注入结构的浆液注入口20输入，在浆液出口27收集滤出浆液，浆液输入速率、浆液水灰比等根据实验要求由实验者自行决定，由于浆液滤出结构的设置，砂柱可以整体置于秤上进行称重试验。
69.在实际工程中，位于不同深度的土会受到不同的地应力作用，并在这种力的作用下产生不同程度的压缩固结，本装置为了模拟这种工况，设置了砂柱固结结构，浆液注入结构以及碎石层被放置在可移动的升降平台28上，浆液通过浆液滤出结构流出，升降平台28由内侧转动臂31和外侧转动臂32控制移动，通过控制转动把手44的转动，控制升降台控制螺杆一45的转动，拉近或放远顶部滑轮36和固定夹块一35以及底部滑轮34和固定夹块二37的距离，实现升降平台28的上升和下降，通过旋转转动把手44的转动圈数，实现砂柱固结结构的位移。设置千斤顶压力系统30，当需要力控制的时候，将螺栓卸下，采用千斤顶提供一定的固结应力，通过平台施加给砂柱，实现了位移控制和力控制两种方式的砂柱固结。
70.图18为本发明砂柱侧壁和压缩活塞26中的碎石层50接触位置细节图，为了保证砂柱的固结效果，在砂柱壁48上进行开孔，并且放置三道橡胶密封环47，橡胶密封环安装位置49如图所示，保证移动浆液出口27对砂柱的密封效果，同时实现可自由上下滑动。
71.注浆试验完成后，封堵浆液出口27，进行浆液养护，养护完成后，从上往下分段逐个拆卸法兰轮之间的法兰螺栓3，使用锋利的钢板进行砂柱切割和隔绝，从而获得分块不同渗透情况的砂柱，之后按照实验者需要进行数据收集等工作。
72.因此，本发明采用上述结构的一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法，采用分段组合式的砂柱，在保证了一般砂柱所能获得的实验结果以外，还适用于分段研究水泥浆在砂柱中的截留渗滤效应；本发明的连接单元之间采用硅胶垫加法兰轮的连接方式，保证了组装砂柱的气密性和整体强度，降低了实验结果的误差；本发明的浆液注入结构和浆液滤出结构集合了分散浆液，输入输出浆液，以及测量平台等作用，平整的平台方便将整个设备放置于称重平台上，进行重量测量；本发明的连接单元设有为传感器放置的预设口，在穿线之后可以方便地使用玻璃胶密封，方便测量砂柱内部各项参数在试验过程中的梯度分布和变化情况；本发明的砂柱长度可以通过改变连接单元的数量自由取舍决定，方便研究不同扩散长度后，浆液的变化情况；本发明通过固结控制装置实现了管中砂柱位移控制和力控制两种固结方式，使砂柱更加符合实际工程的特点，可以获得更多更准确的实验结。
73.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种砂柱注浆渗透实验装置，其特征在于：包括砂柱、连接在所述砂柱上方的浆液注入结构和连接在所述砂柱下方的浆液滤出结构，所述砂柱包括多个连接单元，多个所述连接单元之间设置有密封硅胶垫；多个所述连接单元之间、所述连接单元和所述浆液注入结构之间、所述连接单元和所述浆液滤出结构之间均通过法兰螺栓连接；所述砂柱的四周设置有四根螺杆，四根所述螺杆贯穿所述浆液注入结构和所述浆液滤出结构，四根所述螺杆的两端均设置有固定螺栓；所述浆液滤出结构的下方设置有底部平板，所述底部平板与所述浆液滤出结构之间设置有支撑板一和支撑板二，所述支撑板二和所述支撑板一之间设置有砂柱固结结构。2.根据权利要求1所述的一种砂柱注浆渗透实验装置，其特征在于：所述连接单元包括法兰轮一和法兰轮二，所述法兰轮一和所述法兰轮二上均设置有若干个法兰螺栓孔一，所述法兰轮二和所述法兰轮一之间设置有侧壁板，所述侧壁板上设置有传感器穿线预留孔；所述密封硅胶垫上设置有若干个法兰螺栓孔二。3.根据权利要求2所述的一种砂柱注浆渗透实验装置，其特征在于：所述浆液注入结构包括密封板和设置在所述密封板下方的预留空间壁，所述预留空间壁上设置有若干个法兰螺栓孔三，所述预留空间壁通过法兰轮三与所述法兰轮一连接，所述密封板的中心位置处设置有浆液注入口，所述密封板的四周位置处设置有四个螺杆预留孔一。4.根据权利要求3所述的一种砂柱注浆渗透实验装置，其特征在于：所述浆液滤出结构包括设置在所述连接单元下方的滤出端平板，所述滤出端平板通过法兰轮四与所述法兰轮二连接；所述滤出端平板的中心位置处设置有贯穿通道，所述滤出端平板的四周位置处设置有四个螺杆预留孔二。5.根据权利要求4所述的一种砂柱注浆渗透实验装置，其特征在于：所述砂柱固结结构包括压缩活塞和设置在所述压缩活塞下方的浆液出口，所述浆液出口的下方连接在升降平台上，所述升降平台的下方设置有底部平台，所述底部平台和所述升降平台之间设置有千斤顶压力系统，所述千斤顶压力系统的前后两侧均设置有内侧转动臂和外侧转动臂，所述外侧转动臂和所述内侧转动臂之间通过转动臂螺栓轴连接；所述底部平台的两侧底部均设置有底部滑轮和固定夹块一，所述升降平台的两侧顶部均设置有顶部滑轮和固定夹块二，所述内侧转动臂的一端通过滑轮轴一与所述顶部滑轮连接，另一端通过固定端螺栓轴一与所述固定夹块一连接，所述外侧转动臂的一端通过滑轮轴二与所述底部滑轮连接，另一端通过固定端螺栓轴二与所述固定夹块二连接。6.根据权利要求5所述的一种砂柱注浆渗透实验装置，其特征在于：所述升降平台的左右两端分别设置有限位钢板一和限位钢板二，所述限位钢板一的中心位置处设置有转动把手，所述转动把手通过升降台控制螺杆一与所述限位钢板一连接；所述限位钢板二的中心位置处设置有升降台控制螺杆二。7.根据权利要求6所述的一种砂柱注浆渗透实验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据实验要求选择连接单元的数量，将多个连接单元通过法兰螺栓组合起来形成完整的砂柱，再将浆液注入结构、砂柱和浆液滤出结构通过法兰螺栓连接起来，将压缩活塞放置在砂柱底部；步骤二，将砂子放入砂柱中，连接单元上开设有传感器穿线预留孔，根据需要放置传感
器，在放置传感器后，对传感器穿线预留孔进行密封；步骤三，根据实验需求，调整压缩活塞，对砂柱进行压缩固结，升降平台有位移控制模式和力控制模式，以额定数值控制砂柱压缩；步骤四，使用密封接口依次连接空压机、浆液储存装置和密封板上的浆液注入口，在浆液运输管道上安装球阀以控制浆液每一步的流动，并且检查气密性；步骤五，打开空气压缩机，将空气打入浆液储存桶，桶内水泥浆液在空气压力作用下顺着管道进入砂柱中；步骤六，驱动水泥浆液渗入砂柱，根据实验要求监测传感器数值和砂柱重量变化情况，在水泥浆液滤过砂柱后，采用定量容器收集滤出液，测量滤出液浊度；步骤七，当水泥浆液渗过，实验完成后，开始从上至下拆卸实验装置，拆卸过程中，在节段分离的时候采用垫板插入砂柱进行分割，之后进行后续试验，以研究不同渗滤距离处水泥浆的渗滤情况。

技术总结
本发明公开了一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法，涉及建筑工程技术领域，包括砂柱、连接在砂柱上方的浆液注入结构和连接在砂柱下方的浆液滤出结构，砂柱包括多个连接单元；砂柱的四周设置有四根螺杆，四根螺杆贯穿浆液注入结构和浆液滤出结构；浆液滤出结构的下方设置有底部平板，底部平板与浆液滤出结构之间设置有支撑板一和支撑板二，支撑板二和支撑板一之间设置有砂柱固结结构。本发明采用上述结构的一种砂柱注浆渗透实验装置和使用方法，本实验采用分段组合式的砂柱，在保证了一般砂柱所能获得的实验结果以外，还适用于分段研究水泥浆在砂柱中的截留渗滤效应。泥浆在砂柱中的截留渗滤效应。泥浆在砂柱中的截留渗滤效应。


技术研发人员：王东明 张峰 李绍成 刘金宝
受保护的技术使用者：东营市公路事业发展中心
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/28