[发明专利]一种粗粒土泥浆渗透仪

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程设备技术领域，具体涉及一种粗粒土泥浆渗透仪。

背景技术

在工程建设中，常常在砂砾土地层中钻孔(如灌注桩等)或开挖深槽(如防渗墙等)以便就地浇筑桩基础或浇注混凝土截渗墙。随着我国基础设施工程建设规模的扩大及功能的扩展，基础工程中钻孔灌注桩与防渗墙等开挖的深度越来越大，地层条件也越来越复杂。在砂土等粗粒土复杂地层中，如何保证钻孔或开挖深槽的工程质量及工程的顺利进行，受到关注。

在复杂地层中提高钻孔灌注桩或防渗墙的成孔、成槽质量，关键的一个环节就是顺利、安全地成孔或开槽，并保证孔、槽壁面的稳定，现阶段主要是利用泥浆护壁技术来维持壁面的稳定。泥浆被称为钻井(孔)的血液，泥浆在地层中渗透的过程中，有可能会在孔、槽壁面上形成泥皮，但由于地下条件的复杂性以及地下施工的隐蔽性，人们很难对地下的情况有详细的了解，特别是很难对泥浆护壁过程中泥浆的渗透情况进行透彻的分析，对于泥皮在阻止孔、槽壁面上的土颗粒的脱落乃至槽孔的整体稳定等方面所起作用认识不明确，对于护壁机理缺乏的深刻了解。因此，不能对工程中出现的诸多问题进行合理的预判并采取相应的解决措施，实际施工过程中塌孔事件层出不穷，已经严重地影响到工程的正常进行。

现在，人们对工程中出现的塌孔事件会进行适当的处理，但处理方法还主要是依据技术人员的工程经验，缺乏充分的理论依据作为指导。因此，很有必要通过试验来揭示泥浆在地层中的渗透机理，为泥浆护壁措施及槽壁稳定分析提供理论依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种粗粒土泥浆渗透仪，能模拟泥浆在地层土体中的渗透过程，用于测试泥浆护壁过程中泥浆在土体中的渗透情况，填补了现有技术的空白。

本发明所采用的技术方案是，一种粗粒土泥浆渗透仪，包括水平设置并依次密封连接的泥浆容器、试样容器和蓄水容器，泥浆容器的另一端通过注泥浆液阀门与外部泥浆源相连接，泥浆容器上还连接有竖直设置的泥浆管，泥浆管上安装有泥浆管气压阀；蓄水容器的另一端通过进水阀门与外部水源相连接，蓄水容器上还连接有竖直设置的水管，水管上安装有水管气压阀；泥浆容器和试样容器之间、以及蓄水容器和试样容器之间均设置有沙砾隔离件。

泥浆容器为相连接的蓄泥箱和蓄液箱，注泥浆液阀门和泥浆管均连接在蓄泥箱上，蓄液箱与试样容器密封连接，蓄泥箱和蓄液箱之间还设置有控制阀门。

试样容器为试样管，试样管为有机玻璃制成的圆筒形状，且其表面设置有刻度尺；蓄水容器为蓄水箱。

沙砾隔离件包括筛网和多孔板，筛网安装在筛网安装板的中心位置上，所述筛网安装板紧密配合、且竖直安装在蓄液箱内，多孔板为中心开有多个通孔的板状结构，且该多孔板紧密配合、且竖直安装在蓄水箱内。

多孔板上还贴有纱布或钢丝网。

筛网安装板上、且位于筛网的外侧设置有O型圈，多孔板上、且位于多个通孔的外侧也设置有O型圈；试样管的两端均固定有连接筒，两个连接筒的外端分别与两个O型圈固定连接。

筛网安装板和多孔板上对应分布有多个连接螺栓安装孔，在该对应的连接螺栓安装孔之间安装有连接螺栓。

本发明的有益效果是，能够真实模拟泥浆在地层土体中的渗透过程，用于测试泥浆护壁过程中，泥浆在土体中的渗透情况。在试验过程中，通过改变试样土体的颗粒级配情况、粒径大小、孔隙特征来模拟不同地层条件下泥浆在土体中的渗透情况；由于在不同开挖深度处的地层中，泥浆渗透时的压力是不同的，因此，可以通过改变试样土体两侧的压力差来模拟泥浆在不同开挖深度处地层中的渗透过程；泥浆自身特性如泥浆的粘度、泥浆的含沙量等，对泥浆的渗透也会造成很大的影响，因此，可以通过改变泥浆自身的特性来模拟不同性质的泥浆在地层中的渗透特征，进而分析泥浆特性对于渗透过程的影响。此外，还可以通过试验分析泥皮的形成过程，并对泥皮的抗渗性能进行研究。利用本发明进行以上试验研究，对泥浆的渗透特性和渗透机理做进一步的探讨，以获取更为深入的认识。

附图说明

图1是本发明粗粒土泥浆渗透仪的结构示意图；

图2是本发明中筛网的结构示意图；

图3是本发明中多孔板的结构示意图；

图4是连接筒和试样管的装配关系图；

其中，1.泥浆管，2.蓄泥箱，3.控制阀门，4.蓄液箱，5.筛网，6.连接筒，7.连接螺栓，8.试样管，9.多孔板，10.蓄水箱，11.水管，12.注泥浆液阀门，13.进水阀门，14.泥浆管气压阀，15.水管气压阀，16.O型圈，17.连接螺栓安装孔。

具体实施方式