【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及隧道二襯帶模注漿與模擬試驗，尤其涉及一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置及方法。
技術介紹
0、技術背景
1、鐵路隧道施工過程中二襯帶模注漿技術已被廣泛應用，對預防鐵路隧道二次襯砌拱頂脫空具有良好的效果，二襯拱頂帶模注漿技術首先對二襯臺車進行設計和改造，在襯砌臺車模板拱頂設置注漿孔，并安裝注漿用輔助設施，在澆注混凝土前預埋注漿管，二襯混凝土澆注后不拆模情況下對二襯拱頂脫空進行注漿的技術。
2、二襯混凝土結構出現的空洞或不密實缺陷降低了隧道的承載性能和耐久性能，對隧道的安全性能構成威脅。模擬試驗是研究其缺陷成型方法、最佳注漿壓力及注漿過程檢測及注漿效果檢測的關鍵手段。而要實現精確、可視化的二襯缺陷注漿模擬試驗，關鍵在于對缺陷試件成型及注漿系統的精密設計及其參數的科學控制。
3、注漿壓力是帶模注漿施工中的一個關鍵參數，它直接影響著注漿效果和混凝土的力學性能。目前，在工法研究、檢測技術方面做了大量研究和改進，但不同注漿壓力下對混凝土強度的影響卻研究較少，因此，研究帶模注漿壓力對隧道二襯缺陷修復工程混凝土力學性能的影響具有重要的現實意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置及方法，可用于制作不同缺陷的混凝土試件，利用不同注漿壓力為不同缺陷的混凝土試件在不同凝固階段塊模擬完成二襯帶模注漿，從而為隧道二襯帶模注漿及缺陷修復工程的試驗研究提供試驗樣本與試驗數據。
2、為實現上述目的，本專利技
3、一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，包括試驗平臺，試驗平臺上固定有小型注漿機，小型注漿機的注漿壓力可調節，還包括缺陷混凝土試件試模，缺陷混凝土試件試模模塊化可拆卸連接，小型注漿機通過注漿管連接缺陷混凝土試件試模，注漿管上設有壓力表，壓力表連接有數據收集設備。
4、進一步地，缺陷混凝土試件試模整體呈正方體結構，包括底板、i型側板、ii型側板、頂板、注漿孔與排氣孔支架，i型側板與ii型側板各設置兩塊，且底板、i型側板、ii型側板、頂板、注漿孔與排氣孔支架之間可拆卸連接；i型側板為不帶槽平板，ii型側板內側對稱設有兩條豎直的凹槽，凹槽寬度大于i型側板厚度，i型側板與ii型側板垂直連接并圍成矩形的內部空間，i型側板卡在兩個ii型側板的凹槽之間，底板上設有四條可容i型側板與ii型側板垂直插入的凹槽，i型側板與ii型側板垂直卡在底板的凹槽中，ii型側板與底板上的凹槽底部均設有密封膠條；頂板垂直設置在i型側板與ii型側板頂部，頂板底部也設有凹槽，頂板與底板的凹槽尺寸相同，且頂板上設有第一注漿口與第一排氣口；注漿孔與排氣孔支架上設有連接接頭，連接接頭內部設有第二注漿口與第二排氣口，第二注漿口與第一注漿口貫通，第二排氣口與第一排氣口貫通，注漿孔與排氣孔支架設置在頂板上部，連接接頭與注漿管連接。
5、缺陷混凝土試件試模采用模塊化設計，通過在模塊化的底板、i型側板、ii型側板、頂板、注漿孔與排氣孔支架上設置凹槽，將各部分巧妙地連接固定起來，為了在注漿時凹槽連接處密實不漏氣，在每條凹槽底部設置了密封膠條。
6、進一步地，ii型側板、頂板、底板、注漿孔與排氣孔支架的邊緣均設有拉桿孔，兩個ii型側板之間通過雙頭絲螺紋拉桿連接，雙頭絲螺紋拉桿穿過ii型側板上的拉桿孔，且雙頭絲螺紋拉桿兩端設置有環形螺母；頂板、底板、注漿孔與排氣孔支架之間通過單頭絲螺紋拉桿連接，單頭絲螺紋拉桿穿過頂板、底板及注漿孔與排氣孔支架上的拉桿孔，帶螺紋一端設置有環形螺母且帶螺紋一端設置在頂板與注漿孔與排氣孔支架一側。
7、兩個ii型側板之間、底板與頂板和注漿孔與排氣孔支架之間采用螺紋拉桿連接加固了缺陷混凝土試件試模的連接，使缺陷混凝土試件試模在澆筑混凝土時或模擬二襯帶模注漿時不容易漏漿，提供密閉空間，同時環形螺母的設計更方便調節。
8、進一步地，注漿孔與排氣孔支架包括方形連接底板，方形連接底板上設有圓柱形凸起，圓柱形凸起內部設置貫穿圓柱形凸起與方形連接底板的第二注漿口與第二排氣口。
9、注漿孔與排氣孔支架有兩個作用，作用一是定位注漿孔與排氣孔，澆筑缺陷混凝土試件時，利用鋼筋或圓管插入到混凝土缺陷中，初凝時將鋼筋或圓管抽出，即可形成注漿孔與排氣孔；作用二是連接注漿管，通過連接接頭可與注漿管相連接，以便注漿。
10、進一步地，缺陷混凝土試件試模采用鋼板制作。
11、缺陷混凝土試件試模采用鋼板的設計使其在拆解過程中不容易破損，可循環多次使用，更加節省資源及環保。
12、進一步地，試驗平臺底部設有支腿，支腿末端設置有萬向輪。
13、試驗平臺設計為可移動式，使其移動方便，試驗時推至指定位置，試驗完成后推回。
14、一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗方法，包括以下步驟：
15、s1.試驗準備：根據需要的混凝土試件尺寸下料制作缺陷混凝土試件試模，包括底板、i型側板、ii型側板、頂板、注漿孔與排氣孔支架，并將底板、i型側板、ii型側板固定連接，所述缺陷混凝土試件試模制作數量根據試驗設計確定，然后對每個缺陷混凝土試件試模進行編號；
16、s2制作缺陷混凝土試件：攪拌混凝土，對每個缺陷混凝土試件試模進行人工澆筑，分別制作頂部空洞試件、頂部不密實試件、內部空洞試件、內部不密實試件以及不帶缺陷的對照試件；澆筑完成后安裝所述注漿孔與排氣孔支架并固定，采用鋼筋或水管插入至缺陷混凝土試件的缺陷內制作預留注漿孔和排氣孔，其中，一半頂部空洞試件與頂部不密實試件不預留注漿孔與排氣孔；待混凝土初凝時抽出鋼筋或水管，形成注漿孔和排氣孔，然后拆除注漿孔與排氣孔支架，安裝頂部，并將注漿孔與排氣孔支架重新安裝在頂板頂部，并通過單頭絲螺紋拉桿及環形螺母固定，最后使用密封膠封閉整個缺陷混凝土試件試模以待注漿；
17、s3.注漿：對制作好的所述頂部空洞試件、頂部不密實試件、內部空洞試件、內部不密實試件分別以不同注漿壓力、不同注漿方式、在混凝土初凝時、初凝-終凝、終凝后進行注漿，注漿壓力通過小型注漿機調整，同時使用壓力表記錄注漿壓力；其中，注漿方式分為兩種，對于預留有注漿孔的試件采用經過注漿孔注漿，沒有預留注漿孔與排氣孔的一部分頂部空洞試件與頂部不密實試件采用從上而下直接注漿的方式；
18、s4.試件養護：注漿完成后，待試件初凝后拆除缺陷混凝土試件試模，對試件進行專業養護；
19、s5.抗壓試驗：待試件混凝土齡期達到28天后利用地質雷達進行無損檢測；
20、s6.數據整理與分析：將帶缺陷混凝土試件與無缺陷混凝土試件的地質雷達無損檢測圖譜做對比，研究注漿壓力、注漿時間、注漿方式對有缺陷混凝土帶模注漿后密實度的影響。
21、進一步地，不同缺陷的混凝土試件制作方法為：頂部空洞試件制作時，混凝土填裝時頂部留出部分空間，形成頂部空洞；頂部不密實試件制作時，將混凝土加入距試模頂部20mm處時，利用碎石填裝20mm與試本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，包括試驗平臺，其特征在于，所述試驗平臺上固定有小型注漿機，所述小型注漿機的注漿壓力可調節，還包括缺陷混凝土試件試模，所述缺陷混凝土試件試模模塊化可拆卸連接，所述小型注漿機通過注漿管連接缺陷混凝土試件試模，所述注漿管上設有壓力表，壓力表連接有數據收集設備。
2.根據權利要求1所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，其特征在于，所述缺陷混凝土試件試模包括底板、I型側板、II型側板、頂板、注漿孔與排氣孔支架，所述I型側板與II型側板各設置兩塊，I型側板為不帶槽平板，II型側板內側對稱設有兩條豎直的凹槽，I型側板兩側卡在兩個II型側板的凹槽中，且與II型側板圍成矩形內部空間；所述底板與頂板上也設有凹槽，I型側板與II型側板垂直卡在底板與頂板的凹槽中，且頂板上設有第一注漿口與第一排氣口，所有凹槽底部均設有密封膠條；所述注漿孔與排氣孔支架設置在頂板頂部，注漿孔與排氣孔支架上設有用于與注漿管連接的連接接頭，連接接頭內部設有第二注漿口、第二排氣口，所述第二注漿口與第一注漿口貫通，所述第二排氣口與第一排氣口貫通。
3.根據權利要求2
4.根據權利要求2或3所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，其特征在于，所述注漿孔與排氣孔支架包括方形連接底板，所述方形連接底板上設有圓柱形凸起，所述圓柱形凸起內部設置貫穿圓柱形凸起與方形連接底板的第二注漿口與第二排氣口。
5.根據權利要求2所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，其特征在于，所述缺陷混凝土試件試模采用鋼板制作。
6.根據權利要求1所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，其特征在于，所述試驗平臺底部設有支腿，所述支腿末端設置有萬向輪。
7.一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗方法，其特征在于，所述步驟S2中，不同缺陷的混凝土試件制作方法為：
...【技術特征摘要】
1.一種模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，包括試驗平臺，其特征在于，所述試驗平臺上固定有小型注漿機，所述小型注漿機的注漿壓力可調節，還包括缺陷混凝土試件試模，所述缺陷混凝土試件試模模塊化可拆卸連接，所述小型注漿機通過注漿管連接缺陷混凝土試件試模，所述注漿管上設有壓力表，壓力表連接有數據收集設備。
2.根據權利要求1所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，其特征在于，所述缺陷混凝土試件試模包括底板、i型側板、ii型側板、頂板、注漿孔與排氣孔支架，所述i型側板與ii型側板各設置兩塊，i型側板為不帶槽平板，ii型側板內側對稱設有兩條豎直的凹槽，i型側板兩側卡在兩個ii型側板的凹槽中，且與ii型側板圍成矩形內部空間；所述底板與頂板上也設有凹槽，i型側板與ii型側板垂直卡在底板與頂板的凹槽中，且頂板上設有第一注漿口與第一排氣口，所有凹槽底部均設有密封膠條；所述注漿孔與排氣孔支架設置在頂板頂部，注漿孔與排氣孔支架上設有用于與注漿管連接的連接接頭，連接接頭內部設有第二注漿口、第二排氣口，所述第二注漿口與第一注漿口貫通，所述第二排氣口與第一排氣口貫通。
3.根據權利要求2所述的模擬二襯混凝土缺陷的注漿試驗裝置，其特征在于，所述ii型側板、頂板、底...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳紅剛，衣忠強，王國寶，郭寅虎，舒承興，張鋒，楊鐵，徐陽，王長明，孫佳豪，段瑞凱，史旭鋒，李興璦，唐瑤，張瑞琦，
申請(專利權)人：中鐵西北科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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