本发明专利技术公开了一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，包括搅拌装置、地下环境模拟装置、进水装置和出水装置；地下环境模拟装置包括搅拌成型装置和玻璃箱，搅拌成型装置竖直安装在玻璃箱内，搅拌成型装置和玻璃箱从下至上依次充填第一土层和第二土层，所述玻璃箱的长宽高上分别设有刻度尺；搅拌装置包括可控速自动搅拌机和自动升降搅拌杆，所述自动升降搅拌杆的下端设有搅拌头，自动升降搅拌杆上设有注浆管，所述搅拌头位于搅拌成型装置的上方；进水装置与出水装置分别设置在玻璃箱的两侧，本发明专利技术可定量观察搅拌桩注浆扩散情况及浆液凝结情况，效率高、试验直观、操作方便、数据可靠。数据可靠。数据可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及岩土工程软土地基处理领域，尤其涉及一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]水泥搅拌桩是用于加固软土地基的一种有效方法，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。20世纪70年代，开始用水泥搅拌桩加固软土地基，已有40多年的历史。它是通过特制的深层搅拌机，将软土和水泥(固化剂)强制搅拌，并利用水泥和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体固结，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩。
[0003]目前，研究水泥搅拌桩的主要方法有现场试验、数值模拟和室内模型试验三种。现场试验是研究水泥搅拌桩承载力和变形特性的最直接、最可靠的方法，而且是验证室内模型试验和数值分析的最佳手段，但由于试验周期较长，需要大量资金投入，而且地层条件复杂，施工过程不容易控制，只能得到桩基在小范围地区特点，不易得到规律性结论。数值分析是研究水泥搅拌桩受力变形特性的一种简便而且价格低廉的方法，但其精度主要依赖于相关材料参数、所选取的理论模型、各部分之间的相互作用等与真实情况的吻合程度，所以其受人为因素影响较大。而室内模型试验可以较精确的设定和控制边界条件、桩土材料特性，在研究桩
‑
土相互作用时具有较强的针对性和目的性，模型试验还可以对分析问题进行简化，抓住主要矛盾，舍弃次要矛盾，与现场试验相比，能得到更多规律性东西。模型试验也可以验证数值模拟分析。因此，如何找到一种室内模拟水泥土搅拌桩的模型试验方法是目前亟待解决的关键问题。
[0004]此外，沿海城市地下水较多，一般地下动水的形成有两种途径：一种是地下水由于区域存在水头差导致水的流动而形成动水；另外一种是由于防水帷幕或防水构筑物存在缺陷和破坏而导致地下水的渗漏而形成动水。因此，解决施工过程中地下水流动条件下搅拌桩扩散问题成为了提高软土地基承载力的关键。
[0005]目前大多数室内搅拌桩试验装置不考虑地下动水条件，动水条件下搅拌桩扩散规律与静水条件下有着很大的不同，因此需要对地下水流动条件下搅拌桩成型室内试验进行深入研究。
技术实现思路
[0006]为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种提供一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置及其使用方法，全自动模拟不同地下水流速、不同土质情况下的搅拌桩成型过程，寻找动水条件下的浆液扩散规律，为软土地基搅拌桩施工提供更加充分的依据。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，其特征在于：包括搅拌装置、地下环境
模拟装置、进水装置和出水装置；
[0009]所述地下环境模拟装置包括搅拌成型装置和有机玻璃箱，所述搅拌成型装置竖直安装在有机玻璃箱内，搅拌成型装置和有机玻璃箱从下至上依次充填第一土层和第二土层，所述有机玻璃箱的长宽高上分别设有刻度尺；
[0010]所述搅拌装置包括可控速自动搅拌机和自动升降搅拌杆，所述自动升降搅拌杆与可控速自动搅拌机连接，所述自动升降搅拌杆的下端设有搅拌头，自动升降搅拌杆上设有注浆管，所述搅拌头位于搅拌成型装置的上方；
[0011]所述进水装置与出水装置分别设置在有机玻璃箱的两侧，进水装置与出水装置分别与有机玻璃箱的内部连通。
[0012]优选搅拌成型装置为玻璃筒。搅拌成型装置的侧壁开设有若干直径小于10mm的通孔，开孔率不小于50％。
[0013]优选搅拌头采用三组钢制刀片，两两夹角60
°
。搅拌头(1.3)的长度小于搅拌成型装置(2.3)的直径。搅拌头(1.3)的三组钢制刀片大小为：刀片一直径为d1，d1的长度为10
‑
20cm，刀片二直径为d2，d2的长度为8
‑
16cm，刀片三直径为d3，d3的长主为4
‑
8cm，且d1＞d2＞d3。
[0014]进水装置包括进水管和流速计，进水管通入有机玻璃箱，流速计设置在进水管上。
[0015]一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
[0016](1)水泥基固化剂准备：以偏高岭土、水玻璃、石膏、三乙醇胺或碳酸钠的一种或几种混合为助剂，将助剂掺入水泥中，掺量为水泥的5％
‑
20％，形成水泥基固化剂；助剂掺入水泥中，掺量为水泥的优选10％；
[0017](2)动水模拟作业：将进水管开关打开，过多水流通过出水管流出，此时调节水流速度为v1，在该流速下模拟搅拌桩施工过程；
[0018](3)搅拌作业：调节可控速自动搅拌机的速度与自动升降搅拌杆的高度，将搅拌头与注浆管刚好置于搅拌桩成型装置内土层表面，模拟施工现场两喷四搅的过程，在搅拌头提升的时候喷出水泥基固化剂，水泥基固化剂与土层混合形成浆液；
[0019](4)记录：观察浆液流动的过程，记录浆液流动的刻度值和时间，绘制流动轨迹图，根据结果筛选扩散慢、凝结快的浆液配比，为工程施工提供有效、充分的数据。
[0020]本专利技术具有以下优点：
[0021]1、本专利技术提供的模拟地下水流动情况下的搅拌桩试验装置，具有模拟自动升降搅拌、注浆、模拟地下动水工况等功能，可定量观察搅拌桩注浆扩散情况及浆液凝结情况，效率高、试验直观、操作方便、数据可靠，为地下动水工况下的搅拌桩施工提供更充分的依据。
[0022]2、本专利技术提供的室内搅拌桩试验装置，采用两次喷浆搅拌完成，比一次搅拌更加均匀完好。
[0023]3、本专利技术提供的室内搅拌桩试验装置，解决了现场试验周期长、投资大、数值分析人为因素影响较大、不符合实际、室内模拟动态条件不足等技术难题。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置结构示意图。
[0025]图2是本专利技术的搅拌头俯视图。
[0026]图中标记：1
‑
搅拌装置，1.1
‑
可控速自动搅拌机，1.2
‑
自动升降搅拌杆,1.3
‑
搅拌头,1.4
‑
注浆管，2
‑
地下环境模拟装置，2.1
‑
第一土层，2.2
‑
第二土层，2.3
‑
搅拌成型装置，2.4
‑
刻度尺，2.5
‑
有机玻璃箱，2.6
‑
通孔，3
‑
进水装置，3.1
‑
进水管，3.2
‑
流速计，4
‑
出水装置。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
[0028]如图1、图2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，其特征在于：包括搅拌装置(1)、地下环境模拟装置(2)、进水装置(3)和出水装置(4)；所述地下环境模拟装置(2)包括搅拌成型装置(2.3)和有机玻璃箱(2.5)，所述搅拌成型装置(2.3)竖直安装在有机玻璃箱(2.5)内，搅拌成型装置(2.3)和有机玻璃箱(2.5)从下至上依次充填第一土层(2.1)和第二土层(2.2)，所述有机玻璃箱(2.5)的长宽高上分别设有刻度尺(2.4)；所述搅拌装置(1)包括可控速自动搅拌机(1.1)和自动升降搅拌杆(1.2)，所述自动升降搅拌杆(1.2)与可控速自动搅拌机(1.1)连接，所述自动升降搅拌杆(1.2)的下端设有搅拌头(1.3)，自动升降搅拌杆(1.2)上设有注浆管(1.4)，所述搅拌头(1.3)位于搅拌成型装置(2.3)的上方；所述进水装置(3)与出水装置(4)分别设置在有机玻璃箱(2.5)的两侧，进水装置(3)与出水装置(4)分别与有机玻璃箱(2.5)的内部连通。2.根据权利要求1所述的一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，其特征在于：所述搅拌成型装置(2.3)为玻璃筒，所述玻璃筒的侧壁开设有若干通孔(2.6)。3.根据权利要求2所述的一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，其特征在于：所述搅拌头(1.3)采用三组钢制刀片，两两夹角60
°
。4.根据权利要求3所述的一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，其特征在于：所述搅拌头(1.3)的长度小于搅拌成型装置(2.3)的直径。5.根据权利要求4所述的一种室内模拟地下水流的搅拌桩试验装置，其特征在于：所述搅...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘英，刘雷，陈培军，何金聪，胡晓明，史燕南，张瑞，
申请(专利权)人：浙江广川工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。