一种围压室内维持试样高水压动态平衡的装置的制作方法

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种围压室内维持试样高水压动态平衡的装置。

背景技术：

泥水盾构在软土隧道施工时，为了保证施工的质量和工程安全，需要通过设定一定的泥水压力平衡掌子面的水土压力，特别是在江海中段掘进时，由于覆土厚度一般较小，水压较大，极限支护压力难以确定，而极限支护压力偏大时，极易发生泥水劈裂，造成开挖面失稳坍塌，海水倒灌的严重后果。目前研究土体劈裂的室内试验装置主要是针对低水压或者无水压的情况，无法满足高水压下土体劈裂的研究。针对土体在高水压下劈裂的难题，设计一种可维持围压室内高水压动态平衡的装置及方法，能让试样在试样的全过程中都能维持在稳定的高水压下进行，这对高水压下的盾构泥水劈裂现象研究具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种围压室内维持试样高水压动态平衡的装置，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种围压室内维持试样高水压动态平衡的装置，包括：相互连通的围压室、储存室与动力室；

所述动力室通过高压胶管与储存室、围压室相连通，所述动力室通过高压气体将所述储存室中的水压入围压室，将压力计通过高压胶管与所述围压室、储存室相连通；

所述围压室包括围压室顶板、围压室底座和围压室侧壁，通过进水口与出水口的平衡达到指定围压，在所述围压室中设置高压密封橡胶套，在所述高压密封橡胶套、所述围压室顶板和所述围压室底座形成的密闭空间中放置试样，试样的内部设置开孔，注浆管插入该开孔中，通过注浆管向试样的内部注浆，对试样进行注浆劈裂。

优选地，所述的装置还包括轴压杆，所述轴压杆穿过所述围压室顶板与开孔钢板连接，通过所述开孔钢板向试样施加轴压。

优选地，所述试样所处高水压状态在所述高压密封橡胶套、所述围压室顶板和所述围压室底座形成的密闭空间内保持，所述围压室底座设有高水压进口阀，所述围压室顶板设有溢流阀，当密闭空间内的水压力超过指定压力值时，所述溢流阀自动打开，直至水压力恢复至指定压力值。

优选地，在所述储存室的内部存储高压气体和水，在所述储存室的下端设置控制液体进出的液体控制阀，在所述储存室的上端设置控制气体进出的气体控制阀。

优选地，所述动力室包括高压气泵与稳压阀，所述高压气泵里的气体通过稳压阀减压至指定压力值后，向储存室中输入。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的装置能够实现土体劈裂过程过高水压的动态平衡，可以实现土体在试验的全过程中都不受内部注浆压力的影响，能够维持在稳定的高水压下进行，为研究高水压下土体中泥水劈裂现象提供试验基础。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提出的一种围压室内维持试样高水压动态平衡的装置的结构图，主要包括围压室i、储存室ii和动力室iii，其中围压室i包括：试样1、注浆管2、围压室进水口3、围压室出水孔4、围压室顶板5、围压室底座6、围压室侧壁7、围压室拉杆8、轴压杆9、溢流阀10、开孔钢板11、密封橡胶套12、进口阀13、高压胶管14、储存室ii包括压力计15、液体控制阀16、水17、高压气体18、气体控制阀19、动力室iii包括稳压阀20和高压气泵21。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提出了一种围压室内维持试样高水压动态平衡的装置，该装置可以实现土体在试验的全过程中都不受内部注浆压力的影响，能够维持在稳定的高水压下进行，为研究高水压下土体中泥水劈裂现象提供试验基础。

本发明实施例提出的围压室内维持试样高水压动态平衡的装置的结构图如图1所示，该装置包括：相互连通的围压室i、储存室ii与动力室iii。

所述动力室iii通过高压胶管14与储存室ii、围压室i相连通，所述动力室iii通过高压气体18将所述储存室ii中存储的水压入所述围压室i，将压力计15通过高压胶管与所述围压室、储存室相连通，用来监测压入围压室i中水的压力。

在所述围压室中设置高压密封橡胶套12，在所述高压密封橡胶套12与所述围压室顶板5和围压室底座6形成的密闭空间中放置土体试样1。所述围压室通过进水口3与出水口4的平衡达到指定围压，轴压杆9穿过所述围压室顶板5与开孔钢板11连接，通过所述开孔钢板11向试样施加轴压。试样1的内部设置开孔，注浆管2插入该开孔中，通过注浆管2向试样1的内部注浆，对试样进行注浆劈裂。试样1所处高水压状态在高压密封橡胶套12与所述围压室顶板5和围压室底座6形成的密闭空间内保持，所述围压室底座6设有高水压进口阀13，所述围压室顶板5设有溢流阀10。当密闭空间内的压力超过指定压力值时，溢流阀10会自动打开，直至水压力恢复至指定压力值。

所述压力计15通过高压胶管14与围压室和储存室相连通，保证从储存室向围压室输入的水压恒定为指定值。

所述储存室ii内部存储高压气体18和水17，在所述储存室的下端设置控制液体进出的液体控制阀16，在所述储存室的上端设置控制气体进出的气体控制阀19。

所述动力室iii通过高压胶管14与储存室相连通，主要包括高压气泵21与稳压阀20，所述高压气泵里的气体通过稳压阀20减压至指定压力值后，向储存室ii中输入。

具体实施时，上述图1所示的围压室内维持试样高水压动态平衡的装置的使用过程包括：

1.当围压和内部注浆压力达到平衡时，打开与高压气泵连接的稳压阀。

2.注意压力计15的读数不要超过指定水压值。

3.直到围压室内高压密封橡胶套顶部的开孔钢板上部全部充满水，并且压力计15读数保持稳定时，开始进行劈裂试验。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

综上所述，本发明实施例的装置能够实现土体劈裂过程过高水压的动态平衡，可以实现土体在试验的全过程中都不受内部注浆压力的影响，能够维持在稳定的高水压下进行，为研究高水压下土体中泥水劈裂现象提供试验基础。

本发明实现了高水压下土体的劈裂，解决了目前研究高水压下土体中劈裂现象手段匮乏的问题，为研究高水压下土体劈裂现象提供试验设备。实现原理简单、步骤明确。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。