[发明专利]一种研究泥膜支护作用的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种研究泥膜支护作用的试验装置及方法，所述试验装置包括试验筒体，试验筒体的顶部设有顶盖，顶盖上设有进气口和压力表，试验筒体的侧壁上对称设有带刻度的视窗，试验筒体的侧壁上设有进浆口和溢流口，试验筒体的内部底部设有滤水层，试验筒体的底部设有排水口，排水口连通有滤水量测量装置，试验筒体的内部中心位置及试验筒体的内部侧壁上自上而下分别设有若干孔压传感器，孔压传感器连接有静态应变仪。本发明可以研究出泥水加压平衡盾构施工过程中泥膜的支护作用，可以为泥水加压平衡盾构实际施工提供指导。

技术领域

本发明是涉及一种研究泥膜支护作用的试验装置及方法，属于隧道工程技术领域。

背景技术

在城市地铁隧道以及大型越江隧道的建设中，泥水加压平衡盾构因其优良的开挖支护能力而得以广泛应用。在泥水加压平衡盾构施工过程中：泥浆由盾构机挖掘舱流出渗入到开挖前方土体中，当泥浆压力大于地层中水土压力时，泥浆中的细颗粒成分通过地层间隙渗入到地层中；再加之泥浆中的黏土颗粒带负电荷，地层中颗粒带正电荷，使得泥浆中的泥土颗粒吸附在开挖面的表面，从而在开挖面前方形成一层厚度适中、致密性良好的泥膜。施工过程中，泥膜可以将来自泥浆的压力通过泥膜中的固体颗粒均匀地作用在开挖面土体上，进而可以起到支护维持开挖面稳定的作用，可有效防止开挖面变形、局部坍塌的发生。

现有技术尚且停留在泥膜形成阶段的相关研究，对于泥膜形成之后，泥膜的支护作用尚未有研究。因此，泥膜的支护作用对泥水加压平衡盾构施工具有积极意义，有必要开发出一种可用于研究泥膜支护作用的试验装置及方法，以指导实际泥水加压平衡盾构施工。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种研究泥膜支护作用的试验装置及方法，以研究泥膜在泥水加压平衡盾构施工过程中的支护作用，为泥水加压平衡盾构施工提供实际指导。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种研究泥膜支护作用的试验装置，包括试验筒体，试验筒体的顶部设有可打开或关闭的顶盖，顶盖上设有进气口和压力表，进气口连接有气压供给装置，试验筒体的侧壁上对称设有带刻度的视窗，试验筒体的侧壁上设有进浆口和位于进浆口下方的溢流口，试验筒体的内部底部设有滤水层，试验筒体的底部设有排水口，排水口连通有滤水量测量装置，并且，试验筒体的内部中心位置及试验筒体的内部侧壁上自上而下分别设有若干孔压传感器，所述孔压传感器连接有静态应变仪。

作为优选方案，试验筒体的内部可拆卸的设有竖直方向的隔板，所述隔板将试验筒体的内部空间对称分成两个试验空间，隔板的高度与溢流口的高度相适配。

作为进一步优选方案，两个试验空间的试验筒体上分别对应设有进浆口、溢流口和排水口，进浆口、溢流口和排水口均相对于试验筒体的中心对称分布。

作为进一步优选方案，试验筒体的内部侧壁上对称设有筒体凹槽，隔板通过筒体凹槽与试验筒体可拆卸连接，其中一侧的筒体凹槽上自上而下均匀设有若干孔压传感器。

作为优选方案，试验筒体的内部中心位置设有竖直方向的立杆，立杆上自上而下均匀设有若干孔压传感器。

作为进一步优选方案，试验筒体的内部可拆卸的设有两块竖直方向的隔板，隔板的一侧与立杆可拆卸连接，另一侧与试验筒体的内侧壁可拆卸连接。

作为更进一步优选方案，所述立杆的两侧对称设有与隔板相适配的立杆凹槽，隔板通过立杆凹槽与立杆可拆卸连接。

作为优选方案，所述试验筒体与顶盖之间设有密封圈。

作为优选方案，所述滤水层的材质为透水石。

作为优选方案，包括滤水导管，排水口通过滤水导管与滤水量测量装置相连通。

作为优选方案，所述滤水量测量装置包括带计量刻度的滤水容器。