CN120213782A 浆液渗透固结率的测试方法、测试系统、计算机设备

(19)国家知识产权局10号(72)发明人周文平顾荣军秦伟杰刘小泉蔡柏容岳朋成丁娟萍所(普通合伙)32409GO1N15/08(2006.本发明公开了一种浆液渗透固结率的测试测试装置的开口并通过加压装置向圆柱形测试保压时间为t,使得浆液能够充分渗透进标准砂标准砂的混合体的整体高度h,计算压力渗透固结率指数Kpe。采用压力渗透固结率指数作为2隙率为4,重量为M,将所述圆柱形测试装置内的标准砂表面整至水平后，测量所述标准砂在圆柱形测试装置内的高度H;砂的缝隙中；S3、将所述圆柱形测试装置放入钢套筒内，所述圆柱形测试装置与所述钢套筒内壁贴S4、撤去所述加压装置，测量完全渗透后的浆液和标准砂的混合体的整体高度h,计算压力渗透固结率指数Kpc。所述压力渗透固结率指数Kpe的计算公式为：Pmax表示渗透固结后标准砂和浆液形成的整体的表观h的大小与施加的压力p有关。所述标准砂采用符合ISO679:200936.一种浆液渗透固结率的测试系统，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的浆液渗透固结率的测试方法，测试系统包括：圆柱形测试装置，所述圆柱形测试装置用于承载标准砂以及浆液，浆液会逐渐渗透至标准砂的孔隙中；加压装置，将所述圆柱形测试装置装入钢套筒内，再利用气囊堵住所述圆柱形测试装置的开口，利用所述加压装置向所述圆柱形测试装置内施压压力，使得浆液能够充分渗透进标准砂中；计算模块，用于计算压力渗透固结率指数Kpc。处理器；其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现如权利要求1至5中任一项所述的浆液渗透固结率的测试方法。4浆液渗透固结率的测试方法、测试系统、计算机设备技术领域[0001]本发明涉及测量测试技术领域，具体涉及一种浆液渗透固结率的测试方法、测试背景技术[0002]注浆技术广泛应用于岩土加固、裂缝填充及防渗工程中，其核心在于浆液能否有效渗透至目标孔隙中并固结形成稳定结构。浆液渗透性与固结性能是岩土工程中不可或缺的研究内容，特别是在土木工程、矿山加固、地下空间开发等领域，浆液的渗透性直接决定了其填充效果，而固结性能则是确保最终强度与稳定性的关键因素。因此，对浆液的渗透固结性能的有效评价是当前工程建设中亟待解决的问题。[0003]目前，浆液渗透固结性能的评价方法主要有流动性测试、模拟地层实验、微观模型观测等。这些方法虽然在一定程度上为浆液性能的评估提供了参考，但存在诸多技术缺陷，导致无法准确、全面地表征浆液在实际工程应用中的表现。流动性测试通常通过马氏漏斗粘度、流动度等参数间接表征浆液渗透能力。这种测试方法主要关注浆液的流动性，然而，流动性并不能直接反映浆液在多孔介质中的实际渗透行为，尤其在不同的压力条件下。常规的流动性测试常常忽略渗透和固结的协同作用而导致以下问题：(1)低估高粘度浆液潜力：部分高粘度浆液在加压下可能通过剪切变稀或通过压[0005](2)高估低粘度浆液性能：低粘度浆液常压下易渗透，但在加压条件下可能因为紊流冲刷而破坏已经固结的结构，现有测试方法未能有效预测此类风险。[0006]这种割裂的评价体系，导致了在实验室中表现良好的浆液在实际工程中可能因渗透-固结协同失效而发生脱空、渗漏等问题。模拟地层实验是通过天然砂土或人工配比土体来模拟实际地层，测试浆液的扩散半径和固结强度。虽然这种方法能够一定程度上反映浆液的渗透性能，但天然砂土级配的波动较大，测试结果的重复性差，难以在不同实验之间建立统一的评价标准。不同地层条件下的实验结果差异大，影响了浆液性能评估的准确性和可比性。其次，模拟地层实验难以真实再现工程中的加压环境，通常只能在常压下进行，这与实际注浆过程中的高压条件有较大差距。[0008]此外，有部分人员采用试验前后精确称量天然砂土或人工配比土体的质量M初，注入浆液固结后，将固结体取出，采用如筛分、溶解未固结部分等去除未受浆液固结的部分离未固结部分是一个难点，尤其是化学浆液的固结体，强度本来就低，不同的人分离的手5微观模型观测方法是利用透明孔隙模型结合图像分析技术，追踪浆液的渗透过[0011]本发明要解决的技术问题是：现有的浆液渗透固结性能评价方法存在显著局限，的孔隙率为4,重量为M,将所述圆柱形测试装置内的标准砂表面整至水平后，测量所述标标准砂的缝隙中；S3、将所述圆柱形测试装置放入钢套筒内，所述圆柱形测试装置与所述钢套筒内6[0014]进一步的，若浆液凝结固化时间≥30分钟，则收缩率α=0;若浆液凝结固化时间<30分钟，则根据浆液的技术手册确定收缩率α的取值。[0015]进一步的，标准砂的孔隙率④的计算公P堆表示标准砂的堆积密度；P颗表示标准砂的颗粒密度。[0017]第二方面，一种浆液渗透固结率的测试系统，采用所述的浆液渗透固结率的测试圆柱形测试装置，所述圆柱形测试装置用于承载标准砂以及浆液，浆液会逐渐渗透至标准砂的孔隙中；加压装置，将所述圆柱形测试装置装入钢套筒内，再利用气囊堵住所述圆柱形测试装置的开口，利用所述加压装置向所述圆柱形测试装置内施压压力，使得浆液能够充分渗透进标准砂中；计算模块，用于计算压力渗透固结率指数Kpe。处理器；其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现所述的浆液渗透固结率的测试方法。[0019]本发明的有益效果是，本发明的浆液渗透固结率的测试方法、测试系统、计算机设中增加了加压装置来模拟不同的压力环境，能够突破常压实验的局限，可以模拟不同的压力环境，实现浆液在地层中渗透固化性能的精准量化评价。[0020]采用该评价指标能够克服传统方法在浆液渗透固结性能评价中地局限性，能够更全面、真实地反映出浆液在实际工程中地渗透、固结行为。在特定压力或不同压力条件下，压力渗透固结率指数Kpe能够量化浆液在标准砂介质中的渗透效果和固结效果，尤其是在高粘度或低粘度浆液的测试中，压力渗透固结率指数Kpe能够更真实地反映浆液在实际施工条件下地表现，不仅能够测试浆液在常压下的渗透表现，也能够测试浆液在加压下的渗透表现，为实际施工中浆液的选择和应用提供有效依据。附图说明[0021]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0022]图1是本发明的浆液渗透固结率的测试方法的流程图。7[0023]图2是本发明的浆液渗透固结率测试过程的示意图。具体实施方式[0024]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0027]实施例一如图1至图2所示，本实施例提供的浆液渗透固结率的测试方法，包括以下步骤：S1、将标准砂倒入圆柱形测试装置中，圆柱形测试装置的半径为r,倒入的标准砂的孔隙率为4,重量为M,将圆柱形测试装置内的标准砂表面整至水平后，测量标准砂在圆柱形测试装置内的高度H。[0028]S2、取体积为φπm²H的浆液缓慢倒入圆柱砂的缝隙中。[0029]S3、将圆柱形测试装置放入钢套筒内，圆柱形测试装置与钢套筒内壁贴合，利用气囊堵住圆柱形测试装置的开口并通过加压装置向圆柱形测试装置内加压，对标准砂和浆液的混合体加压至p,保压时间为t,使得浆液能够充分渗透进标准砂内。[0030]S4、撤去加压装置，测量完全渗透后的浆液和标准砂的混合体的整体高度h,计算压力渗透固结率指数Kp。[0031]需要说明的是，本实施例创新地提出了“压力渗透固结率指数”作为评价指标，能够统一评价标准；并在测试过程中增加了加压装置来模拟不同的压力环境，能够突破常压实验的局限，实现浆液在地层中渗透固化性能的精准量化评价。[0032]具体的，本实施例的压力渗透固结率指数Kpe的计算公式为：其中，P表示渗透固结后标准砂和浆液形成的整体的表观密度；Pmax表示渗透固8结后标准砂和浆液形成的整体的表观密度的最大值；m表示体积为φπr²H的浆液的重[0033]另外，本实施例的压力渗透固结率指数Kp还考虑了浆液的收缩率，在进行测试定收缩率α的取值。[0035]本实施例创新地提出了压力渗透固结率指数Kp,采用该评价指标能够克服传统透固结率指数Kp能够更真实地反映浆液在实际施工条件下地表现，不仅能够测试浆液在[0036]通过采用压力渗透固结率指数Kp作为评价指标，能够准确评估不同压力条件下不同的浆液，压力渗透固结率指数Kpc也能够提供一个标准化的评价指标，允许在不同浓渗透固结率指数Kp为浆液的渗透固结性能评价提供了标准化依据，工作人员可以通过调9本实施例的浆液渗透固结率的测试系统，采用浆液渗透固结率的测试方法。该测试系统包括：圆柱形测试装置，圆柱形测试装置用于承载标准砂以及浆液，浆液会逐渐渗透至标准砂的孔隙中；加压装置，将圆柱形测试装置装入钢套筒内，再利用气囊堵住圆柱形测试装置的开口，利用加压装置向圆柱形测试装置内施压压力，使得浆液能够充分渗透进标准砂中；计算模块，用于计算压力渗透固结率[0038]实施例三处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现浆液渗透固结率的测试方法。[0039]综上所述，本发明的浆液渗透固结率的测试方法、测试系统、计算机设备，创新地提出了“压力渗透固结率指数”作为评价指标，能够统一评价标准；并在测试过程中增加了加压装置来模拟不同的压力环境，能够突破常压实验的局限，可以模拟不同的压力环境，实现浆液在地层中渗透固化性能的精准量化评价。[0040]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。