一种泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置及测定方法与流程

文档序号:20120056发布日期:2020-03-20 05:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置,其特征在于,包括渗透筒(7)、空压机(1)和电动机(16);渗透筒(7)顶部设有上盖板(6),底部设有下盖板(9),内部从下到上依次设置有渗透垫板(8)、滤层(20)、地层(21),以及刀盘(14)和泥浆(22);

上盖板(6)上设有进气阀(2)、调压阀(3)、进浆阀(4)、气压表(5)和顶部预留孔;进气阀(2)和空压机(1)通过压力输送管相连接,用于向渗透筒(7)提供气压,并通过调压阀(3)及气压表(5)调节气压,进浆阀(4)用于将泥浆加入渗透筒(7)内;刀盘(14)通过穿过顶部预留孔的刀盘连接杆(15)连接到电动机(16)的输出端;刀盘连接杆(15)上设有扭矩传感器(17),实时监测刀盘(14)扭矩以及调节转速;

下盖板(9)上设有底部预留孔和出水阀(10),渗透垫板(8)底部设置的渗透垫板支撑杆穿过底部预留孔抵靠于位于下盖板(9)下方的千斤顶(13)的施力端,通过千斤顶(13)对渗透垫板(8)施加顶进力;出水阀(10)通过软管与量筒(11)相连,量筒(11)下方设有电子秤(12),对渗流量数据进行监测。

2.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置,其特征在于,所述渗透筒(7)为有机玻璃圆柱筒,其与上盖板(6)及下盖板(9)间通过设置高分子橡胶圈进行密封。

3.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置,其特征在于,所述渗透垫板(8)为打孔不锈钢板,其与渗透筒(7)间通过设置高分子橡胶圈进行密封。

4.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置,其特征在于,所述刀盘(14)为面板辐条式刀盘。

5.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置,其特征在于,还包括试验稳定架(18),由钢板和钢柱制成,用于固定和稳定试验装置各部件。

6.一种采用权利要求1所述泥水平衡盾构泥浆动态渗透成膜试验装置的泥浆动态成膜质量测定方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:制备泥浆、地层和滤层材料;

步骤2:依次将滤层材料和地层材料放入渗透筒内的渗透垫板上,夯实并封闭系统;

步骤3:从渗透筒下盖板上的出水阀缓慢注入清水,从底部向上缓慢渗透,至水量高于地层,且地层中清水饱和;

步骤4:打开出水阀,将水面降至与地层表面同一高度,出水阀;利用导流管将配好的泥浆从进浆阀口注入渗透筒中地层上方,至预定高度;

步骤5:采用空压机进行分级加气压荷载,使泥浆在每级压力作用下充分的完成成膜过程;

步骤6:静置至不再有水滤出,打开电动机使刀盘转动,有部分水滤出,不再有水滤出后,关闭电动机停止刀盘转动,进行下一级加压;重复此过程多次;

步骤7:从压力加载开始计时,同步收集和测量泥浆渗透滤失量,并观察记录泥膜的形成过程和渗透距离;

步骤8:分别对各级压力下泥膜的形成过程和渗透距离及渗流量数据进行监测,通过对渗透距离及渗流量数据和不同压力大小的分析,测定静态成模情况下压力与时间、滤液的关系;

分别对各级压力下的刀盘转动情况和渗流量数据进行监测,通过对渗流量数据和不同压力及刀盘转动情况的分析,测定动态成模质量与加载压力及刀盘转动情况的关系。

7.根据权利要求6所述的泥浆动态成膜质量测定方法,其特征在于,所述制备泥浆的过程为:根据泥水平衡盾构工程实践,选取跟模型试验地层相适应的泥浆配比,按照该配比称取清水倒入搅拌桶中,边搅拌边加入膨润土,先利用膨润土和清水组成基础浆液,再加入粉土来调节泥浆的比重和粘度,加入荧光粉来调节泥浆的颜色以便观察,充分搅拌均匀静置一段时间,让泥浆充分反应。

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