[發明專利]一種測量泥漿成膜有效應力轉化率的裝置和方法

有效

• 申請號: 202011402257.1
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112683746B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 袁超;盧慶亮;李樹忱;許京偉;田野;熊斌;王修偉;劉國威;馮現大;支斌;劉祥坤
• 申請（專利權）人: 山東大學;濟南重工股份有限公司;四川大方建設工程有限公司;濟南大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種測量泥漿成膜有效應力轉化率的裝置及方法，屬于地下工程技術領域，通過對盛裝容器內氣壓的控制以及對實驗流程的改進，阻止泥漿在不斷向地層中滲透的過程中泥漿滲透將泥膜填充的過程，防止泥膜的孔隙受影響，裝置包括盛裝容器，盛裝容器連通正壓源，盛裝容器用于盛裝泥漿，盛裝容器的內部設有用于測量氣壓的第一壓力計，盛裝容器還設有用于連接第二壓力計的開口；盛裝容器內部設有過濾件，盛裝容器在外部底端面連通儲水倉，儲水倉還連通盛裝容器的液位以上的位置；盛裝容器還連通用于存儲泥漿的儲漿倉。

技術領域

本發明屬于地下工程技術領域，具體涉及一種測量泥漿成膜有效應力轉化率的裝置和方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

隨著我國經濟和科技的發展，我國開始大力發展新型基礎設施建設，地鐵隧道等建設進入繁榮時期，泥水盾構技術被廣泛地應用于城市地鐵和隧道建設中來。盾構機在進行掘進工作時，同時向地層中注入泥漿，使其在地層表面形成一層致密的泥膜，保證施工能夠順利安全地進行。

泥膜的形成不光關系著施工能否順利進行，還關系著施工人員的生命安全問題，因此實驗室對泥膜進行實驗參數測量對實際工程具有重大意義。發明人發現，目前國內的儀器大部分通過室內泥漿滲透成膜過程中的濾水量來計算泥膜的滲透性質，但是泥漿在不斷向地層中滲透的過程中，泥漿滲透還會將泥膜進行填充，泥膜的孔隙會受到一定的影響。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種測量泥漿成膜有效應力轉化率的裝置和方法，通過對盛裝容器內氣壓的控制以及對實驗流程的改進，阻止泥漿在不斷向地層中滲透的過程中泥漿滲透將泥膜填充的過程，防止泥膜的孔隙受影響。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的技術方案提供了一種測量泥漿成膜有效應力轉化率的裝置，包括盛裝容器，盛裝容器連通正壓源，盛裝容器用于盛裝泥漿，盛裝容器的內部設有用于測量氣壓的第一壓力計，盛裝容器還設有用于連接第二壓力計的開口；盛裝容器內部設有過濾件，盛裝容器在外部底端面連通儲水倉，儲水倉還連通盛裝容器的液位以上的位置；盛裝容器還連通用于存儲泥漿的儲漿倉。

第二方面，本發明的技術方案還提供了一種測量泥漿成膜有效應力轉化率的方法，使用如第一方面所述的測量泥漿成膜有效應力轉化率的裝置，包括以下步驟：

對盛裝容器填充泥漿，直至泥漿的液位達到設定位置；

泥漿中的水分通過濾件進入儲水倉；

在盛裝容器中放入土體，然后使盛裝容器保持密閉狀態；

正壓源對盛裝容器加壓，直至盛裝容器中的氣壓達到設定的第一氣壓值；

將第二壓力計的測量端插入到待測土體中；

繼續對盛裝容器填充泥漿，當泥漿滲入土體后，泥漿中的水分透過濾板進入儲水倉中；

觀察儲水倉中的水量，如果水量不發生變化，說明泥漿基本已經完成滲透過程；

待泥漿滲透過程結束后，記錄第一氣壓值和此時第二壓力計的壓力值；

多次重復實驗，獲得多組第一壓力計的氣壓值和對應的第二壓力計的壓力值。

上述本發明的技術方案的有益效果如下：

1)本發明通過對盛裝容器內氣壓的控制以及對實驗流程的改進，在實驗的過程中打開蓋體向盛裝容器中添加土體，阻止泥漿在不斷向地層中滲透的過程中泥漿滲透將泥膜填充的過程，防止泥膜的孔隙受影響。

2)本發明中，第二壓力計在需要時可以直接測量土體的壓力，土體的壓力和盛裝容器內的氣壓之間的關系可以通過本發明公開的裝置同時測得，時效性較佳。