测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验方法技术

本发明专利技术公开了一种测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验方法，解决了现有测试装置均无法很好地模拟施工现场豆粒石填充材料的真实状态获得填充材料压缩剪切性能参数及孔隙率变化的问题。通过带有下箱体圆柱状内腔的矩形下箱体与带有上筒体圆柱状内腔的矩形上筒体结合，形成能真实模拟隧道衬砌壁后填充材料弹性支撑层的填充材料圆柱体，在填充材料圆柱体的外侧四周，构筑起一个能动态形成对填充材料圆柱体进行剪切的环境，得到真实模拟现场隧道盾构环境下的隧道衬砌壁后填充材料压缩剪切性能的测试模量。特别是通过水泵对圆柱体填充材料注水使其处于饱和状态，再通过测定压缩剪切过程中水量的变化，计算得到填充材料孔隙率的变化情况。

Test method for measuring compressive shear properties and porosity changes of lining filling materials

【技术实现步骤摘要】
测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验方法
本专利技术涉及一种剪切试验装置，特别涉及一种对隧道衬砌壁后散粒体填充材料的剪切性能和压缩剪切中孔隙率的变化进行测试的装置。
技术介绍
盾构法具有施工速度快、安全性高等诸多优势，已成为隧道施工的重要方法。在工程实践中，盾构法适应于不同直径的各种地层条件下的隧道修建，在采用盾构法进行深埋长大隧道掘进过程中，隧道的开挖会引起围岩的变形，使得围岩应力进行重新的分布；盾构机不断地向前推进，并进行管片支护的过程，也是后续开挖的洞室围岩逐渐卸载和支护结构抑制围岩发生变形的过程；在掘进和支护过程中，刀盘、盾壳、管片衬砌和壁后填充层的结构，共同组成了隧道体对围岩的支护体系，管片支护的壁后豆粒石填充层，在此组合支护体系中，起到了柔性支护的作用，使得围岩作用在管片的荷载更均匀；故，准确测试和评价壁后豆粒石填充层（单纯豆粒石或豆粒石加砂浆组合填充材料）的剪切力学性能，对指导现场施工尤为必要与紧迫。在现有技术中，为了获得土体及岩石的抗剪强度，常通过现场或室内进行试验测定的，主要试验方法有：三轴剪切试验、十字板剪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验方法，包括以下步骤：/n第一步、在龙门架（1）内的地面上固定设置钢板测试台（2），在钢板测试台（2）上等间隔地布置支撑辊（3），在支撑辊（3）上活动放置矩形下箱体（4）；/n第二步、根据盾构现场壁后填充材料的配合比，将配置好的豆粒石倒入到矩形下箱体（4）中的下箱体圆柱状内腔（5）中，倒入的豆粒石的上顶面要与箱口平齐，在矩形下箱体（4）的侧壁顶端面上设置的滚珠下嵌入槽（22）中放置滚珠（21）；将矩形上筒体（7）放置到矩形下箱体（4）上，使滚珠（21）的上半部分嵌入到矩形上筒体（7）的侧壁底端面上设置的滚珠上嵌入槽（23）中，并使下箱体圆柱状...

【技术特征摘要】
1.一种测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验方法，包括以下步骤：
第一步、在龙门架（1）内的地面上固定设置钢板测试台（2），在钢板测试台（2）上等间隔地布置支撑辊（3），在支撑辊（3）上活动放置矩形下箱体（4）；
第二步、根据盾构现场壁后填充材料的配合比，将配置好的豆粒石倒入到矩形下箱体（4）中的下箱体圆柱状内腔（5）中，倒入的豆粒石的上顶面要与箱口平齐，在矩形下箱体（4）的侧壁顶端面上设置的滚珠下嵌入槽（22）中放置滚珠（21）；将矩形上筒体（7）放置到矩形下箱体（4）上，使滚珠（21）的上半部分嵌入到矩形上筒体（7）的侧壁底端面上设置的滚珠上嵌入槽（23）中，并使下箱体圆柱状内腔（5）与上筒体圆柱状内腔（8）对应组成一个封闭柱状空间（11），在下箱体圆柱状内腔（5）的内侧壁上端与上筒体圆柱状内腔（8）的内侧壁下端之间设置密封圈，将固定销（10）插接在上箱体悬臂耳（9）的穿接孔与下箱体悬臂耳（6）的穿接孔之间；将组合在一起的矩形上筒体（7）和矩形下箱体（4）向左移动，使固定在龙门架（1）的右立柱上的水平方向反力架（17）的左端与矩形上筒体（7）的左侧面顶接在一起；继续将配置好的豆粒石倒入到上筒体圆柱状内腔（8）中，使倒入的豆粒石的上顶面与上筒体圆柱状内腔（8）的上端口平齐，将活塞式传压板（24）嵌入到上筒体圆柱状内腔（8）的上端口中；
第三步、通过电控箱（18）控制水泵（27）开启，向封闭柱状空间（11）内注入水，观察竖直向上伸出导水管（28）中水柱（29）变化情况，当水柱（29）与矩形上筒体（7）的顶端面齐平时，关闭水泵（27）；
第四步、通过电控箱（18）控制垂直方向电控液压油缸（15）的输出轴向下伸出后顶接在活塞式传压板（24）上，继续控制垂直方向电控液压油缸（15）的输出轴向下压下，当活塞式传压板（24）下移的位移量达到试验前已设定的围岩变形参数量时，垂直方向电控液压油缸（15）的输出轴停止下压；记录竖直向上伸出导水管（28）中的水柱（29）的升高量，根据该升高量即可计算出填充材料的孔隙变化率；
第五步、拔出在上箱体悬臂耳（9）的穿接孔与下箱体悬臂耳（6）的穿接孔之间穿接的固定销（10），通过电控箱（18）控制水平方向电控液压油缸（16）的输出轴向右伸出并顶接在矩形下箱体（4）的左侧壁上，继续控制水平方向电控液压油缸（16）的输出轴向右顶压，当矩形下箱体（4）与矩形上筒体（7）发生位移时，通过电控箱（18）读取垂直压力测试传感器（13）的读数和水平压力测试传感器（12）的读数，得到：盾构现场壁后确定配合比下的填充材料，在设定的围岩变形参数量下，材料破坏时的压缩剪切模量。


2.一种测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验方法，包括以下步骤：
第一步、在龙门架（1）内的地面上固定设置钢板测试台（2），在钢板测试台（2）上等间隔地布置支撑辊（3），在支撑辊（3）上活动放置矩形下箱体（4）；
第二步、根据盾构现场壁后...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文帅，高崇，孟宪彪，黄少东，封坤，陈龙，徐凯，王胤丞，冯永胜，张光，谢晋水，赵霞，陈浩铭，
申请(专利权)人：中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，西南交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11