[發(fā)明專利]一種用于對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的測定裝置與測試方法

有效

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• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110596110B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉成;馬天龍;黃琳;劉鵬;黃榮聘
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/03
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的測定裝置與測試方法，由玻璃筒、吊環(huán)、限位塊、木架、微型攝像頭、接線木塞、吊帶、電極貼片、凹型導(dǎo)電槽、通電線、導(dǎo)電插頭、土體、土箱、電源、電極板和拉力計共同組成，在玻璃筒底部對稱布置電極貼片，試驗(yàn)開始前將通電線一端的導(dǎo)電插頭插入試驗(yàn)所需的凹型導(dǎo)電槽，另一端連接于電源負(fù)極，并將電極板連接于電源正極，在一定的通電時間后，通過拉力計施加的拉力使玻璃筒與土體分離，測定在電滲作用下的土體黏附力大小。采用在玻璃筒底部對稱布置電極貼片能夠便于對比在不連續(xù)土體中電滲減黏效果的差異，是研究電滲在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下對土體黏附力影響的一種有效手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道與地下工程試驗(yàn)儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的測定裝置與測試方法。

背景技術(shù)

隨著日益發(fā)展的經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)化水平不斷提高，盾構(gòu)法施工在跨江跨海、穿山越嶺等隧道工程中受到廣泛運(yùn)用，但在實(shí)際施工中土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富黏土地層常遇到黏土堵塞及黏附機(jī)械的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致刀盤扭矩增大；隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，機(jī)械表面刀盤結(jié)泥餅的程度不斷增加，從而降低盾構(gòu)掘進(jìn)的施工進(jìn)度甚至損壞機(jī)械設(shè)備。根據(jù)張繼先在《土壤對固體材料粘附和摩擦性能的研究》文中提出土壤——固體材料五層界面模型，土壤與固體表面間的水膜在充分厚的條件下，依次分布著五種不同結(jié)構(gòu)的水，中間一層為自由水，因自由水的結(jié)構(gòu)較其他四層結(jié)構(gòu)松散，因此，此時土壤與固體間的相互作用力最弱，當(dāng)水膜厚度很小，不足以形成自由水層時，則此時兩者間的相互作用較強(qiáng)。利用土壤電滲可使這層水膜增厚，從而減小土壤與固體材料間的黏附力，達(dá)到減黏脫土的效果。因此，研究電滲法對土壤黏附力的影響規(guī)律是解決刀盤結(jié)泥餅問題的一種有效手段。

目前，國內(nèi)外利用電滲法研究土壤黏附力已有相關(guān)研究，例如：早在1949年，Casagrande在《Electro-osmosis?in?soils：Ge′otechnique，Vol》文中將電滲法作為一種土體排水手段介紹推廣；1998年，閻備戰(zhàn)、叢茜、任露泉等人在《土壤非光滑表面電滲粘附的試驗(yàn)優(yōu)化技術(shù)研究》文中利用土壤動物體表的非光滑的仿生學(xué)信息，以非光滑凸包作為正極面，利用工作部位作為負(fù)極面，進(jìn)行非光滑表面電滲。2013年，陸嘉在《電滲法運(yùn)用於地下鉆掘包泥問題之可行性探討》文中利用多功能砂箱進(jìn)行試驗(yàn)，在連續(xù)土體中設(shè)置電極棒，對連續(xù)土體進(jìn)行黏附力測定。但這些通過電滲法測定黏附力裝置和方法的研究不能有效的進(jìn)行測試在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果，也沒有涉及到對特殊曲面進(jìn)行電滲的試驗(yàn)方法，以及對特殊曲面的不同位置進(jìn)行電滲減黏，對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下不同位置的電滲減黏效果的差異。

為克服上述不足，本發(fā)明提出一種用于對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的測定裝置與測試方法，分析在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲不同位置的土體黏附力值，得到土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的影響，從而為刀盤結(jié)泥餅的防治提供有效分析依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的測定裝置與測試方法，其目的在于，利用電滲法測量土體黏附力的試驗(yàn)中，通過測試特殊曲面下不同位置的黏附力值，從而達(dá)到對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的影響規(guī)律，可以應(yīng)用在刀盤結(jié)泥餅的處理工程之中。

一種用于對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的測定裝置與測試方法，由玻璃筒、吊環(huán)、限位塊、木架、微型攝像頭、接線木塞、吊帶、電極貼片、凹型導(dǎo)電槽、通電線、導(dǎo)電插頭、土體、土箱、電源、電極板和拉力計共同組成，在玻璃筒底部對稱布置電極貼片，試驗(yàn)開始前將通電線一端的導(dǎo)電插頭插入試驗(yàn)所需的凹型導(dǎo)電槽，另一端連接于電源負(fù)極，并將電極板連接于電源正極，在一定的通電時間后，通過拉力計施加的拉力使玻璃筒與土體分離，測定在電滲作用下的土體黏附力大小。通過對比在土體局部非連續(xù)狀態(tài)下電滲減黏效果的差異，為實(shí)際工程中刀盤泥餅的去除提供分析依據(jù)。