[发明专利]一种壁后注浆浆液在地层中的排水固结试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种壁后注浆浆液在地层中的排水固结试验装置及方法，试验装置包括：压力供应装置、试验筒、反压装置以及检测组件，试验筒具有地层装填室、浆液固结排水室、注浆压力转化室，地层装填室和浆液固结排水室连通，浆液固结排水室和注浆压力转化室通过隔膜隔开。试验方法包括将地层装入地层装填室；向浆液固结排水室内注入试验浆液，向压力转化室的隔膜内注入试验浆液；向注浆压力转化室内隔膜的上方注入水；进行固结排水试验；测定和记录参数。本发明可为选取最为经济合理的浆液类型和注浆参数（注浆量、注浆压力差），提供参考依据，在确保工程安全、高效的前提下，节约成本。

技术领域

本发明涉及地下工程领域，特别是涉及一种壁后注浆浆液在地层中的排水固结试验装置及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，地下空间开发利用率不断提高，面对的困难和挑战也越来越多，其中控制地层沉降便是其中之一。实际施工中往往通过壁后注浆来对地层孔隙进行填充、加固，以使地层沉降量满足设计要求。随着工程埋深的不断加大，穿越地层越来越复杂，地下水压越来越高，对壁后注浆的要求也越来越大。由于地下工程的不可见性，使得浆液在不同地层条件下的固结规律尚不清楚，致使在实际施工过程中对注浆参数的确定和浆液类型的选择往往都是靠经验和借鉴，缺乏实际依据。针对不同地层如何确定注浆参数、选取浆液类型，成为了广大工程人员密切关注的话题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种壁后注浆浆液在地层中的排水固结试验装置，该装置可对盾构隧道、石油钻井及地下工程中壁后注浆的浆液在地层中的排水固结过程进行模拟，同时可以为实际工程中注浆参数（注浆量、注浆压力差）的确定提供借鉴依据。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种壁后注浆浆液在地层中的排水固结试验装置，其包括：

压力供应装置，其用于提供气压；

试验筒：其自下至上依次具有用于装填试验地层的地层装填室、用于装填试验浆液的浆液固结排水室以及注浆压力转化室，所述地层装填室和浆液固结排水室相连通，所述浆液固结排水室和注浆压力转化室之间通过不透液的隔膜隔开，所述注浆压力转化室与所述压力供应装置连接，用于将压力供应装置提供的气压转化为液压并向所述试验浆液提供自上而下的正压力；

反压装置，其分别与所述压力供应装置和所述地层装填室连通，用于将所述压力供应装置提供的气压转化为液压并向所述试验地层提供自下而上的反压力；

检测组件，其用于检测与排水固结相关的一种或多种参数。

根据本发明的一个优选方面，所述试验筒包括内部形成所述地层装填室的下筒体、可拆卸地连接在所述下筒体上且内部形成所述浆液固结排水室的中间筒体、可拆卸地连接在所述中间筒体上且内部形成所述注浆压力转化室的上筒体。采取该结构，可以分三部分来装填试验地层、试验浆液和水，在方便装填的同时可以更好的控制各个部分的装填量，使得试验工作量小，耗时短，操作简单可行。其中，可拆卸连接方式没有特别限制，例如可以是常规的螺栓连接。

进一步优选地，所述试验筒还包括具有第一凹槽的底座，所述下筒体可拆卸地连接在所述底座上且下部与所述第一凹槽连通，所述反压装置与所述第一凹槽通过管道连通。

优选地，所述试验筒还包括沿上下方向延伸的多根连接柱，各所述连接柱自上而下依次穿过所述上筒体、中间筒体、下筒体以及底座将其连接成一体。采取该结构有利于进一步提高装置整体的稳定性和密封性。

根据本发明的一个具体且优选方面，所述上筒体的底部开设有第二凹槽，在第二凹槽内设置有套环，所述隔膜为乳胶膜，所述乳胶膜套设在所述套环上。采取该结构，设置方便，便于操作。

根据本发明，所述乳胶膜优先选用￠101*320mm厚0.3mm的三轴仪用标准乳胶膜。