[發明專利]一種海淤土中雨水管沉降后處理模擬試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201510738708.1
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105258669A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 黃士君;房小全;柏彬;趙立偉;盧胤;黃濤;王章軒;馬金榮;陶祥令;尹可心
• 申請（專利權）人: 南京電力工程設計有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01M5/00;G01L21/00;G01L11/00
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

技術領域

本發明涉及真空預壓技術領域，具體是一種海淤土中雨水管沉降后處理模擬試驗裝置及方法。

背景技術

隨著我國經濟高速發展，沿海城市基礎建設逐步完善，城市地下管道日趨復雜化。部分沿海城市的市政雨水管建設在海淤土中，由于海淤土空隙度大、壓縮性高，會產生顯著的工后沉降，此外在外部荷載的作用下海淤土體也會發生不均勻沉降，因此會導致埋設在海淤土中的雨水管道上浮或下沉。當雨水管道上浮幅度較小時，將改變原來的設計坡度；當上浮幅度較大時，不僅使管道坡向改變，而且導致管道彎曲，管道彎曲部位有可能破裂。

目前，城市市政工程雨水管道的鋪設基本沿道路走向，運營管道上覆道路已經通車，出現管道病害對市政工程的正常運營影響極大。因此，針對運營的雨水管道出現的問題采取積極的修補措施，對于減輕管道病害，確保城市市政工程雨水管道的安全運行具有重要意義。然而傳統的注漿加固、管道補強加固等措施的運用及具體操作，并沒有相關的流程指導，再加上工人的作業水平參差不齊，不利于進行規范化操作，給工作的交接和后期維護帶來很大困難，搶修效率難以提高。解決這一問題的有效方法之一是采用真空預壓法處理雨水管道周圍的海淤土體，來補強土體，減少不均勻沉降，糾正已有雨水管的變形。而目前對真空預壓過程中海淤土中雨水管的變形機理與規律的研究和認識尚淺。此外，真空預壓過程中海淤土中真空度和孔壓變化對雨水管的變形影響規律也不清楚。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海淤土中雨水管沉降后處理模擬試驗裝置及方法，它是一種結構簡單、成本低、操作簡便、便于室內試驗的裝置，它能夠有效測量海淤土中雨水管沉降后處理過程中雨水管的應變和撓度數據，同時能夠測量真空度和孔壓，能夠用來研究海淤土中雨水管沉降后處理過程中真空度和孔壓的變化對雨水管的變形的影響規律。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

一種海淤土中雨水管沉降后處理模擬試驗裝置，包括試驗箱，所述試驗箱的側壁上設置撓度與應變測量孔、孔壓測量孔和真空度測量孔，所述真空度測量孔內安裝有真空表，所述試驗箱內設置雨水管和微型孔隙水壓力計，所述雨水管的內壁上設置應變片和撓度測量傳感器，所述試驗箱內設置塑料排水板，所述塑料排水板上設置排水板接頭，所述排水板接頭上設置排水管，所述排水管穿出試驗箱，所述排水管遠離排水板接頭的一端設置抽真空裝置。

所述塑料排水板的數量為兩個，所述排水管包括依次連通的主排水管、三通接頭和支排水管，所述支排水管與排水板接頭連接，所述主排水管與抽真空裝置連接。

所述試驗箱的材質為鋼化透明玻璃，所述撓度與應變測量孔的數量為四個，所述撓度與應變測量孔水平布置在試驗箱的同一側壁的中部，所述孔壓測量孔的數量為四個，兩個所述孔壓測量孔位于撓度與應變測量孔的上方，兩個所述孔壓測量孔位于撓度與應變測量孔的下方，所述真空度測量孔的數量為四個，兩個所述真空度測量孔位于撓度與應變測量孔的上方，兩個所述真空度測量孔位于撓度與應變測量孔的下方。

所述撓度與應變測量孔、孔壓測量孔和真空度測量孔內均安裝有螺紋接頭、螺紋帽和真空管，所述螺紋帽的頂部安裝有土工濾膜。

所述雨水管采用PVC-U管材，所述雨水管的數量為四根，所述雨水管的內壁上沿雨水管的長度方向貼有七組應變片，每組所述應變片設有四個且分別粘貼在雨水管內壁的四個象限點上，所述雨水管的內壁上沿雨水管的長度方向貼有三組撓度測量傳感器，每組所述撓度測量傳感器設有兩個且分別貼在雨水管內壁的最高點和最低點。

一種上述一種海淤土中雨水管沉降后處理模擬試驗裝置的試驗方法，按以下步驟進行：

步驟1，向試驗箱內填入海淤土土樣，同時將塑料排水板插入海淤土土樣中，當海淤土土樣填至試驗箱的1/4～1/3處時，安裝微型孔隙水壓力計和真空表；

步驟2，繼續填入海淤土土樣，當海淤土土樣填至試驗箱的2/5～3/5時，將貼好應變片和撓度測量傳感器的雨水管埋入海淤土土樣中，繼續填入海淤土土樣，當海淤土土樣填至試驗箱的2/3～3/4時，再安裝微型孔隙水壓力計和真空表，繼續填入海淤土土樣，直至完成整箱海淤土土樣的填充；

步驟3，在海淤土土樣表面鋪設密封膜，將塑料排水板頂部用排水板接頭與排水管相連，將排水管與抽真空裝置相連；

步驟4，連接好各種測量儀器，開啟抽真空裝置進行真空預壓試驗，記錄應變片和撓度測量傳感器測量的應變和撓度數據，同時記錄微型孔隙水壓力計測量的孔壓和真空表測量的真空度。

對比現有技術，本發明的有益效果在于：