[發明專利]一種泥水盾構掌子面泥水壓力實驗測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201710241296.X
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106841578B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 朱澤奇;盛謙;龔擎玉;肖明清;龔彥峰;唐曌;劉世偉;李建賀;張善凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

1.一種泥水盾構掌子面泥水壓力實驗測試方法，利用一種泥水盾構掌子面泥水壓力實驗測試裝置，上述裝置包括土箱（7），還包括可移動金屬外殼（14），土箱（7）的側壁開設有土箱連通孔（16），可移動金屬外殼（14）的側壁開設有外殼連通孔（17），圓筒狀的泥水倉（12）通過支撐臺（11）橫向水平設置在可移動金屬外殼（14）內，泥水倉（12）一端設置有開口控制件（10）且穿出外殼連通孔（17）與土箱連通孔（16）無縫連接，泥水倉（12）另一端密封，泥水倉（12）頂部通過泥水進管（401）與緩沖箱（3）連接，泥水倉（12）底部通過泥水出管（402）與泥水泵（5）連接，泥水泵（5）通過泥水連接管（403）與緩沖箱（3）連接，泥水倉（12）內泥水經過的路徑上從上至下垂直設置有若干個泥水壓力計（13），土箱（7）的內壁位于土箱連通孔（16）的部分罩設有鋼筋網（8），鋼筋網（8）上從上至下設置有若干個與泥水壓力計（13）一一高度對應的孔隙水壓力計（9），孔隙水壓力計（9）與孔隙水壓力存儲器（1）連接，泥水壓力計（13）與泥水壓力存儲器（2）連接，泥水進管（401）上設置有閥門（15），

所述的開口控制件（10）包括連接軸、第一擋片和第二擋片，第一擋片和第二擋片上均開設有流通口，第一擋片和第二擋片均套設在連接軸上并均可以連接軸為中心周向旋轉，第一擋片和第二擋片貼合設置，

所述的土箱（7）與可移動金屬外殼（14）之間通過法蘭連接，

其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將土箱（7）和可移動金屬外殼（14）分離開來，通過開口控制件（10）控制泥水倉（12）與土箱連通孔（16）連通的開口的開口率為實驗設定開口率；

步驟2、再將土箱（7）和可移動金屬外殼（14）安裝在一起，并使得土箱連通孔（16）和泥水倉（12）連通；

步驟3、取下孔隙水壓力存儲器（1）和土箱（7）的頂板，向土箱（7）內裝入實驗所用土體并將土體夯實壓密達到實驗要求，安裝上土箱（7）的頂板并將孔隙水壓力存儲器（1）放置在土箱（7）頂板上；

步驟4、向緩沖箱（3）內加入實驗要求的泥水漿液，直至緩沖箱（3）內泥水漿液面達到設定位置并保持穩定不變；

步驟5、打開泥水泵（5）并設置泥水泵（5）的流量，打開閥門（15），待泥水漿液流動穩定時，打開孔隙水壓力存儲器（1）和泥水壓力存儲器（2），讀取并記錄孔隙水壓力數據和泥水壓力數據；

步驟6、關閉泥水泵（5）和閥門（15），將步驟5中獲得高度位置對應的泥水壓力計（13）和孔隙水壓力計（9）測得的孔隙水壓力數據和泥水壓力數據進行擬合，得出在實驗設定的開口率條件下孔隙水壓力與泥水倉（12）內泥水壓力的映射關系函數：P_m=A×P_n-B，其中P_n為當前開口率條件下的泥水倉（12）內泥水壓力變量，P_m為當前開口率條件下的孔隙水壓力變量，A和B均為在實驗設定的開口率條件下映射關系函數的常量系數；

步驟7、打開泥水泵（5）排干泥水倉（12）內的泥水，調整開口率到下一個實驗設定的開口率，重復步驟1~6，測試在不同開口率條件下孔隙水壓力與泥水倉（12）內泥水壓力的映射關系函數：P_m=A×P_n-B；

步驟8、將不同開口率與對應的開口率條件下的A進行擬合，獲得以開口率為自變量的函數A’，將不同開口率與對應開口率條件下的B進行擬合，獲得以開口率為自變量的函數B’，獲得有關開口率影響下的孔隙水壓力與泥水倉（12）內泥水壓力的數學表達式?。