[發明專利]測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置及方法

在審

• 申請號: 201911326432.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110886331A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 侯振坤;唐孟雄;胡賀松;陳航;劉春林;蘇定立;張碩;喬升訪;季璇;楊卓;胡函
• 申請（專利權）人: 廣州市建筑科學研究院有限公司;廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 吳澤燊;盧頌昇

1.測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于，包括：

壓濾剪切容器，包括上下對接并密封的上容器主體和下容器主體，所述上容器主體和下容器主體可拆卸固定，所述上容器主體和下容器主體對接后形成壓濾剪切室，所述壓濾剪切室的底部設有可開合的排液口，所述壓濾剪切室的一側面透明設置；還包括用于監測所述壓濾剪切室內壓力的第一壓力監測元件；

加壓注漿系統，包括儲漿容器和用于將空氣和所述儲漿容器內的漿液輸送至壓濾剪切室的壓力輸送裝置，所述儲漿容器設有第二壓力監測元件；

剪切加載系統，包括固定架、剪切力加載裝置、法向力加載裝置、剪切位移傳感器和法向位移傳感器，所述上容器主體與所述固定架固定連接；所述剪切力加載裝置固定在所述固定架上位于所述下容器主體的一側，用于給所述下容器主體持續施加平行于漿液和土體粘接界面的剪切力；所述法向力加載裝置固定在所述固定架上位于所述下容器主體的底部，用于給所述下容器主體持續施加垂直于漿液和土體粘接界面的法向力；剪切位移傳感器用于監測所述下容器主體沿剪切力方向的位移；法向位移傳感器用于監測所述下容器主體沿法向力方向的位移。

2.根據權利要求1所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述壓濾剪切容器還包括裝夾在所述上容器主體和下容器主體之間的密封件。

3.根據權利要求2所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述密封件的厚度至少大于漿液和土體粘接界面厚度的1.2倍。

4.根據權利要求1所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述下容器主體的底部設有透水層。

5.根據權利要求1所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述排液口的截面呈V型。

6.根據權利要求1所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述固定架上還設有橫向的插固柱，所述插固柱可在固定架上水平移動并可穿過插入上容器主體的側壁插入所述壓濾剪切室。

7.根據權利要求6所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述插固柱插入所述壓濾剪切室的長度大于壓濾剪切室的寬度的一半。

8.根據權利要求1所述的測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于：所述壓濾剪切室透明的一面設有高度刻度。

9.測量漿液和土體壓濾效應的方法，基于權利要求1至8中任一項所述測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于，包括以下步驟：

S1.填充土體：根據實驗方案選定好試驗所用土體，逐層將所述土體填充至所述下容器主體中并壓實，隨后對所述土體進行飽水處理，同時測量并記錄所述土樣的顆粒級配、密度、比重；

S2.注漿前壓濾：通過所述壓力輸送裝置往所述壓濾剪切室內輸入空氣使得所述壓濾剪切室內的壓力達到實驗設計壓力并維持，打開所述排液口并接收濾失液，分析并記錄所述濾失液的特征數據Q1；

S3.注漿：配制含有示蹤劑的漿液，記錄此時漿液的水灰比M1，將所述漿液加入所述儲漿容器中，通過所述壓力輸送裝置將所述漿液加入所述壓濾剪切室內直至設計高度，停止注漿；

S4.注漿后壓濾：通過所述壓力輸送裝置增大所述壓濾剪切室內的壓強以達到實驗設計壓強并維持，打開所述排液口并接收濾失液，記錄此時漿液的水灰比M2和示蹤劑在土體中的壓濾深度h，分析并記錄所述濾失液的特征數據Q2；

S5.結果對比分析：根據上述的記錄的數據分析漿液和土體的壓濾效應。

10.測量漿液和土體粘結強度的方法，基于權利要求1至8中任一項所述測量漿液和土體粘結強度及壓濾效應的裝置，其特征在于，包括以下步驟：

S10.根據實驗方案選定好試驗所用土體，逐層將所述土體填充至所述下容器主體中并壓實；

S20.配制漿液，將配制好的漿液加入所述儲漿容器中，通過所述壓力輸送裝置將所述漿液加入所述壓濾剪切室內直至設計高度，停止注漿；

S30.通過所述壓力輸送裝置增大所述壓濾剪切室內的壓強以達到實驗設計壓強并維持，等待漿液逐漸凝固，形成注漿體及樁-漿-土接觸界面，養護注漿體達到預設強度；

S40.將所述上容器主體和下容器主體的固定連接拆卸，通過所述法向力加載裝置給所述下容器主體加載法向力至預定值并維持，記錄此時法向力σ，通過所述法向位移傳感器記錄法向位移；

S50.通過所述剪切力加載裝置給所述下容器主體逐級加載剪切力，記錄每一級的剪切力，通過所述剪切位移傳感器記錄每一級的剪切力對應的剪切位移，獲得剪切-位移曲線和極限剪切力T；

S60.重復步驟S40和S50，改變所述法向力σ的大小，獲得不同法向力σ作用下的極限剪切力T，通過如下公式獲得樁-漿-土接觸界面的粘聚力C和內摩擦角

式中，σ為法向力；C為樁-漿-土接觸界面的粘聚力；為樁-漿-土接觸界面的內摩擦角；T為極限剪切力T；

S70.根據獲得的數據分析影響樁-漿-土接觸界面剪切性能的影響參數，所述影響參數包括粘聚力C、內摩擦角和極限剪應力T。