[發明專利]一種可同步測量泥膜閉氣過程中濾失量和漏氣量的裝置及方法

有效

• 申請號: 201611078746.X
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106769754B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 劉成;郭建祥;陸楊;湯昕怡;寇偉;徐朝啟
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發明提供了一種可同步測量泥膜閉氣過程中濾失量和漏氣量的裝置及方法，該裝置包括A筒、B筒、進水管、排水管、電子天平以及上位機；所述A筒上部設置有細徑管，所述進水管插入細徑管，所述排水管連通A筒和B筒；所述A筒和B筒分別放置在兩個電子天平的托盤上，電子天平與上位機相連；該裝置通過設置的細徑管，觀察細徑管中的入水口處是否有氣泡冒出和水位液面變動快速直觀判定泥膜是否漏氣和初始漏氣時間，根據試驗數據準確確定泥膜開始漏氣的時間和漏氣量增長的不同時間節點，可以同時追蹤濾失量和漏氣量隨時間的變化規律，能夠測量微小的漏氣量和濾失量并在電腦上以曲線形式顯示出來為泥膜閉氣性提供了一種有效的檢測方法。

技術領域

本發明屬于隧道與地下工程試驗儀器技術領域，特別涉及一種可同步測量泥膜閉氣過程中濾失量和漏氣量的裝置及方法。

背景技術

泥水盾構廣泛應用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程，在復雜地層條件下，盾構機掘進面臨巨大的工程風險，容易造成開挖面坍塌、地表沉降和隆起，盾構在開挖過程中經常因為一些特殊情況不得不開艙施工，如更換刀具，為了能夠安全的完成開艙作業，需要在開挖面上形成閉氣性能良好的泥膜，能夠承受開艙所需要的壓力；目前，實驗室關于泥膜閉氣性能的研究較少，僅局限于漏氣現象的觀測和濾失量的測定，泥膜從閉氣到漏氣的臨界時間點難以判定，試驗現象的描述往往滯后于實際漏氣的臨界時間點；

目前已有判定泥膜漏氣僅限于泥膜閉氣過程中濾失量突然增大和觀察氣泡兩種方法，且沒有將漏氣量考慮其中，如：張寧等在《泥水盾構帶壓開艙時泥膜性質對其閉氣性的影響研究》文中實驗以泥膜閉氣過程中所測濾失量突然增大點為泥膜漏氣點，此方法可以測定濾失量但對微小漏氣量的測量尚有欠缺，因為當只有微小漏氣量時，濾失量增長依舊緩慢，沒有突然增大的點，所以對泥膜漏氣時間測量只是一個粗略測量，測得漏氣時間點存在滯后性，比實際泥膜漏氣時間點要晚，且對漏氣量無法測量；閔凡路等在《不同泥漿滲透模式下形成泥膜的閉氣效果探討》文中將出水管通向裝滿水的筒底中，以筒中液面上升進而出現連續的氣泡為泥膜漏氣時間點，其所用筒能夠測量泥膜漏氣初始漏氣時間，但無法測定泥膜漏氣快速增長的不同時間節點和泥膜閉氣過程中的濾失量，且無法測量漏氣量。

綜上所述現有技術存在以下缺點：①以濾失量的突然增大為泥膜漏氣的判定標準，忽視了在閉氣過程中地層和泥膜微小孔隙中氣體的排出量；②將排水管連通到水中，以水中連續冒氣泡來判定泥膜漏氣，沒有測量漏氣前透過泥膜的濾失量；③無法測定泥膜漏氣量，不能實現泥膜濾失量和漏氣量同步測定。

發明內容

本發明提出了一種可同步測量泥膜閉氣過程中濾失量和漏氣量的裝置及方法，其目的在于解決目前試驗手段不能實現濾失量和漏氣量同步測定的問題，通過引入細徑管，根據細徑管的入水口處是否有氣泡冒出和水位液面變動快速直觀判定泥膜是否漏氣和初始漏氣時間。

一種可同步測量泥膜閉氣過程中濾失量和漏氣量的裝置，包括A筒1、B筒5、進水管10、排水管11、電子天平12以及上位機13；

所述A筒上部設置有細徑管2，所述進水管10插入細徑管2，所述排水管11連通A筒1和B筒5；

所述A筒1和B筒5分別放置在兩個電子天平12的托盤上，電子天平與上位機相連；

所述A筒1和B筒5的內徑相同，細徑管2的內徑為A筒1內徑的

所述A筒1和B筒5外壁上均設置有刻度線7，且兩者的高度相同。

進一步地，所述細徑管2外壁標有刻度線的一側設置有圖像監控單元15，且圖像監控單元15與所述上位機13相連。

進一步地，所述A筒1上的開口處分別設置有A孔密封蓋3和B孔密封蓋4，A孔密封蓋3和B孔密封蓋4均開設有通孔A孔和B孔，A孔內徑與進水管10外徑相同，B孔內徑與排水管11外徑相同。