[發明專利]一種隧道土工布物理淤堵量測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010076235.4
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111103225A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 肖明清;龔彥峰;李鵬飛;周旋;張頂立;王克金;孫文昊;唐曌;徐晨;王少鋒
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N5/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 劉欣;張穎玲

本申請公開了一種隧道土工布物理淤堵量測裝置及方法。所述隧道土工布淤堵量測裝置包括具有進水口和排水口的試驗箱，所述試驗箱的底面設置有弧形板以模擬隧道的上半部分拱形結構，所述弧形板上設置有泄水孔。本申請的隧道土工布淤堵量測裝置通過在試驗箱的底面設置具有泄水孔的弧形板以模擬實際拱形隧道中的水從不同方向通過土工布的路徑，避免了常規測量裝置僅模擬垂直方向的水流情況，從而能夠提供更真實有效的測量數據。且通過在試驗箱內部設置隔板，以將試驗箱分為若干相同的部分，從而可一次進行若干工況的研究，或同時進行相同條件的不同土工布的研究，不僅可以縮短試驗時間，提高試驗效率，還可以減少重復試驗帶來的誤差，提高試驗精度。

技術領域

本發明屬于建筑工程滲水防堵測量領域，具體涉及一種隧道土工布物理淤堵量測裝置及方法。

背景技術

土工布在工程中的功能大致可以分為增強和穩定功能、過濾功能、隔離功能、排水功能、防水(防滲)功能、防護功能以及復合以上幾種功能。

《SL235-2012土工合成材料測試規程》的淤堵試驗中，在土工布底部放置具有一定剛度和孔徑的篩網，以支撐土工布，將篩網和土工布一起在加持裝置內密封。但是，篩網的孔徑在一定程度上會影響土工布的淤堵過程，對淤堵試驗造成一定的誤差。

在實際隧道工程中，間隔布置環向盲管，水流先通過土工布再流入環向盲管，再經過其他排水系統排出隧道內部，在設置環向盲管處的水流量要明顯大于無環向盲管，更容易發生淤堵，不同截面的實際淤堵情況是有所不同的。然而，現有的淤堵試驗中并未模擬出不同截面淤堵情況存在差異的情況。

且《SL235-2012土工合成材料測試規程》的淤堵試驗中，土工布為水平放置，與篩網一起在加持裝置內密封，此時，水流的路徑為垂直滲透，土工布受到的土壓力和滲透力也是垂直于土工布截面。然而，實際的隧道一般設計為拱形，水流的路徑不僅有垂直方向還有水平方向，將土工布沿拱形截面布置，土工布不僅受到上方土體的自重和水滲流力的影響，還受到周圍土體的擠壓作用。因此，現有的淤堵試驗中對水流路徑的模擬并不完全符合隧道土工布承受水流路徑的實際情況。

此外，現有的淤堵試驗中，在研究土顆粒對于土工布的物理淤堵時，其填土一般由頂部直接倒入，并不能有效地控制試驗土樣的密實度和固結度。但是，在實際的地質條件中，土層在長時間的自重和外界壓力作用下會發生固結沉降，其土層的密實度增大。因此，現有的淤堵試驗中對土樣狀態的模擬并不完全符合隧道土工布承受土樣的實際情況。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種隧道土工布物理淤堵量測裝置及方法，該裝置可模擬實際拱形隧道中的水流路徑，更加符合隧道中實際土工布的受力特性，從而能夠提供更真實有效的測量數據。

根據本發明的第一方面，提供一種隧道土工布淤堵量測裝置，所述裝置包括具有進水口和排水口的試驗箱，所述試驗箱的底面設置有弧形板以模擬隧道的上半部分拱形結構，所述弧形板上設置有泄水孔。

根據一種實施方式，所述弧形板的弧形形狀可與實際工程設計相一致，例如可以由一個或多個圓的圓弧組成。優選地，所述弧形板為半圓弧形板。

根據本發明的一種實施方式，所述半圓弧形板的半徑與實際工程相比可按照1:15～1:5的比例，優選1:10的比例縮小。

根據另一實施方式，所述半圓弧形板的半徑可為0.3～1.0m，例如還可為0.4m、0.5m、0.6m、0.7m、0.8m或0.9m。

所述弧形板的縱向長度，只要方便進行檢測，并沒有特別限定。例如對于一個土工布樣品來說，弧形板的長度可以為0.2～0.8m范圍內任何適宜的長度。

根據本發明的一種實施方式，所述泄水孔模擬實際工程中環向盲管布置的相對位置布置在所述弧形板上。