[发明专利]一种饱和粉细砂地层中泥膜渗透系数测试装置和测试方法

说明书

本发明公开了一种饱和粉细砂地层中泥膜渗透系数测试装置和测试方法，包括供水机构和泥浆渗透机构；供水机构用于泥浆渗透机构中的地层饱和及泥浆渗透系数校验时的供水，包括供水瓶、水泵、水桶、回水管和第一供水管；泥浆渗透机构用于进行泥浆渗透成膜，包括第二～四供水管，三通接头，第一～四阀门，第一～五TDR传感器，三根螺纹杆，有机玻璃柱，测距传感器，第一、第二孔压计，底座，法兰盘，电子秤，出水管，渗滤液收集容器，第一～三供气管，控制监测仪，空气压缩机和计算机。本发明操作简单，成本低，且适用性广泛。

技术领域

本发明属于泥水盾构隧道技术领域。

背景技术

新世纪以来，泥水盾构施工因其具有环境友好、防洪安全、航运干扰小等优势被广泛运用在越江海隧道的建设中。当盾构机穿越复杂地层时，由于地层条件多变，地层中的石英、砾石等可能会导致盾构机刀盘的磨损，需要停机进行带压开舱，以完成刀具的更换、刀盘的维修和清理。带压开舱主要通过在开挖面形成致密泥膜，将开挖面处的支护力转化成平衡开挖面后土水压力的有效压力，然后下降泥浆液位，采用压缩空气对开挖面进行支护，工作人员进入压力舱进行一系列的操作。考虑到泥膜质量在带压开舱过程中起到至关重要的作用。与此同时，膨润土泥浆浆液具有明显的碱性，泥浆中的碱性液体在成膜过程中渗透进地层中并在地层中扩散，对地下水环境产生一定的影响，故在带压开舱前需要进行室内试验，验证泥膜的质量，主要的验证指标为泥膜的渗透系数，同时监测碱性浆液在地层中的扩散行为。

目前关于泥膜的生成主要通过滤失试验进行模拟，加压泥浆在滤纸上形成致密的泥膜，但由于滤纸具有固定规格，无法体现出实际地层的情况。因此，需要更加能够体现出实际工况的仪器对泥浆渗透成膜进行评价。泥浆渗透过程中需要对渗透流量和地表孔压进行监测，并追踪泥浆中碱性液体扩散范围；由于传统的渗透柱试验无法为地层提供压力，不符合实际开挖条件，且传统试验需要将泥膜取出后测量泥膜厚度进行泥膜渗透系数测量，导致模拟泥膜形成过程的模拟操作麻烦且监测量巨大，且渗滤液为透明液体，无法追踪其踪迹。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种饱和粉细砂地层中泥膜渗透系数测试装置和测试方法。

技术方案：本发明提供了一种饱和粉细砂地层中泥膜渗透系数测试装置，包括供水机构和泥浆渗透机构；所述供水机构包括供水瓶、水泵、水桶、回水管、第一供水管；所述水桶置于地面并装入自来水，供水瓶置于一定高度，水泵设置在水桶内，水泵将水桶里的自来水通过第一供水管输入到供水瓶，当供水瓶中的水达到预设的高度后，通过回水管流入水桶；