一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验方法及装置，方法包括如下步骤：步骤S1：在压力桶底装入实验土层；步骤S2：调节滤网高度，使滤网下底面刚好接触实验土层；步骤S3：在滤网上方倒入新拌好的浆液，并测量此时浆液的质量，记为m0；步骤S4：利用空压机，模拟实际注浆压力，对浆液进行恒定的压力加载，稳定压力值；步骤S5：当压力到达XMPa时，泄压阀开始泄压，自由水由出水口流入接水容器中；步骤S6：继续保持恒定压力加载，记录加压后Ymin时接水容器中水量的变化。本发明专利技术通过稳压输入以及实验桶上的进气调压装置和相应压力表示数，实现对实验桶输入气压的调控，以此模拟实际盾构隧道施工中的注浆压力。拟实际盾构隧道施工中的注浆压力。拟实际盾构隧道施工中的注浆压力。

【技术实现步骤摘要】
一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及同步注浆失水率实验测量装置及方法领域，特别是基于一种盾构施工同步注浆浆液在注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置及方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市交通的不断发展，城市隧道建设需求持续增大。盾构施工法以其扰动小、安全性高、施工进度快等优点，已逐渐被广泛应用于城市隧道建设。虽然盾构法极大地改善了施工对周围地表的扰动，但由于盾构刀片与盾体间存在一定的尺寸差异，不可避免地会在开挖地层与盾构主体间形成间隙。现阶段工程中常用壁后同步注浆的方式加以填充，具体是指在盾构机掘进过程中，待管片拼装完成后，通过注浆系统将合适配比、性能良好且具有一定早期强度的浆液与管片推进同步注入管片与土体的间隙，待材料硬化后可与管片和土体形成一个共同作用系统并发挥作用。在一定程度上可有效填充地层与盾尾之间的空隙，减少隧道施工产生的地层变形。
[0003]但在实际盾构隧道施工时，由于上层土体的存在，浆液将不可避免地向土体流动，尤其是土体渗透系数较大、浆液较稀的情况，浆液流失的可能性更大，而注浆压力则进一步地对浆液施加了一定的推挤作用，加重了浆液流失程度。浆液流失过大将影响盾尾间隙的填充效果，形成的填充空隙仍会造成地层扰动变形。一般浆液流失主要取决于浆液的失水率，因此实验室通常采用浆液泌水率指标来表征浆液静态失水情况。
[0004]传统技术存的问题是忽略了动态施工过程中注浆压力和土层作用对浆液失水的影响，进而造成实验结果与工程应用情况不符。因此有必要根据实际施工情况，创新改进设计一种盾构施工同步注浆浆液在注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种盾构施工注浆浆液在注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置及方法，旨在模拟实际注浆环境，通过调整不同的参数，测量出同步注浆在注浆压力和土层作用耦合影响下的失水率。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S1：在压力桶底装入实验土层(饱和砂层或泥岩)；
[0009]步骤S2：调节滤网高度，使滤网下底面刚好接触实验土层；
[0010]步骤S3：在滤网上方倒入新拌好的浆液，并测量此时浆液的质量，记为m0；
[0011]步骤S4：利用空压机，模拟实际注浆压力，对浆液进行恒定的压力加载，稳定压力值；
[0012]步骤S5：当压力到达XMPa时，其中X为不超过2的正实数，泄压阀开始泄压，自由水由出水口流入接水容器中；
[0013]步骤S6：继续保持恒定压力加载，记录加压后Ymin时接水容器中水量的变化，Y为
不超过120的正实数，记为my，其中，y为不超过2的正实数。
[0014]作为优选方式，X取0.1,0.15或者0.2。
[0015]作为优选方式，Y取5、10、15或者20。
[0016]作为优选方式，实验开始前，进行气密性检查：按照实验依次连接好装置，打开空压机，旋开出气阀门，观察出气压力表和实验桶进气调压装置的压力表示数变化，并依次检查各接头处是否漏气；
[0017]调节进气调压装置，观察两压力表示数是否稳定，稳定后关闭空压机出气阀门，打开实验桶排气阀，进行排气，使压力表示数归零，若示数不稳定，及时检查调整。
[0018]本专利技术第二方面提供一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置，包括压力输入装置以及密封实验装置，压力输入装置包括空压机、出气调压装置、出气压力表、气压管，密封实验装置包括顶盖、实验桶；
[0019]空压机机身上设置有出气调压装置、出气阀门和出气压力表，气压管与出气阀门连接；顶盖上设置有三个连接孔，三个连接孔分别为第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，第一连接孔用于连接进气调压装置，第二连接孔用于连接安全阀，第三连接孔用于连接排气装置；
[0020]进气调压装置的竖直方向上设置有上螺纹孔和下螺纹孔，上螺纹孔连接气压管的接头，下螺纹孔通过一个连接件与顶盖连接；进气调压装置设置有进气压力表；
[0021]实验桶内设置有可调节高度滤网装置，可调节高度滤网装置包括滤网和升降装置，升降装置与滤网连接用于控制滤网的高度；实验桶内填充浆液和土，分别为浆液层和土层。
[0022]作为优选方式，出气调压装置为调压球阀，出气管上还设置有出气阀门，出气管与气压管通过法兰连接。
[0023]作为优选方式，顶盖边缘设置有连接卡口，实验桶的桶身上设置有连接座，连接座与竖螺栓杆连接，竖螺栓杆与螺母配合将顶盖与实验桶连接。
[0024]作为优选方式，实验桶下部设置有桶身出水口，桶身出水口处设置有泄压阀。作为优选方式，空压机采用量程为0
‑
1.2MPa，精度为0.05MPa的小型气泵式空压机，空压机下部附有滚轮，方便移动。
[0025]作为优选方式，浆液层和土层之间设置滤网，滤网接触到设置在浆液层下的实验土层，在浆液层与土层之间形成障碍。
[0026]本专利技术至少具有以下有益效果：
[0027]1.通过调节空压机的出气阀门进行稳压输入，进一步通过实验桶上的进气调压装置和相应压力表示数，实现对实验桶输入气压的调控，以此模拟实际盾构隧道施工中的注浆压力。
[0028]2.通过实验桶装置和泄压阀，可根据实际情况装入不同的注浆浆液和不同的土层，并同时考虑了土层中水压作用，在满足承压条件下，测量不同地层参数对注浆失水率大小。实验桶内的可调节高度滤网装置可以满足不同厚度的土层(砂砾层)工况下浆液失水率的测定。
[0029]3.通过设置安全阀、排气装置等，保证了整个装置的安全。
[0030]4.气压管连接处以及实验桶上的进气调压装置、安全阀、排气装置、泄压阀拆卸方
便，减小了占地面积，并可实现循环利用。
[0031]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0032]下文中将参考附图使用示例性实施例更详细地说明本专利技术，示例性实施例的不同特征可根据上述说明按需要彼此组合。特别地，如果个别特征的效果对于特定应用是必要的，则可根据以上说明将这些特征添加到现有实施例中。相反，如果个别特征的技术效果在特定应用中并不重要，则可从现有实施例中省略这些特征。附图中的类似、相同和功能上相同的元件在适当的范围内被赋予相同的附图标记。
[0033]图1为同步注浆在注浆压力和土层作用耦合影响下失水率实验装置整体结构示意图；
[0034]图2为空压机出气装置局部放大图；
[0035]图3为实验桶顶盖及其连接部件放大图；
[0036]图4为泄压阀正面结构示意图；
[0037]图5为泄压阀侧面结构示意图；
[0038]图6为密封实验桶内部示意图之一；
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在压力桶底装入实验土层；步骤S2：调节滤网高度，使滤网下底面刚好接触实验土层；步骤S3：在滤网上方倒入新拌好的浆液，并测量此时浆液的质量，记为m0；步骤S4：利用空压机，模拟实际注浆压力，对浆液进行恒定的压力加载，稳定压力值；步骤S5：当压力到达XMPa时，其中X为不超过2的正实数，泄压阀开始泄压，自由水由出水口流入接水容器中；步骤S6：继续保持恒定压力加载，记录加压后Ymin时接水容器中水量的变化，Y为不超过120的正实数，记为my，其中，y为不超过2的正实数。2.如权利要求1所述的一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验方法，其特征在于，X取0.1,0.15或者0.2。3.如权利要求1所述的一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验方法，其特征在于，Y取5、10、15或者20。4.如权利要求1所述的一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验方法，其特征在于，实验开始前，进行气密性检查：按照实验依次连接好装置，打开空压机，旋开出气阀门，观察出气压力表和实验桶进气调压装置的压力表示数变化，并依次检查各接头处是否漏气；调节进气调压装置，观察两压力表示数是否稳定，稳定后关闭空压机出气阀门，打开实验桶排气阀，进行排气，使压力表示数归零，若示数不稳定，及时检查调整。5.一种注浆压力和土层作用影响下失水率实验装置，其特征在于，包括压力输入装置以及密封实验装置，压力输入装置包括空压机、出气调压装置、出气压力表、气压管，密封实验装置包括顶盖、实验桶；空压机机身上设置有出气调压装置、出气阀门和出...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋宗全，崔圣爱，王成，靳利安，王国义，申路，李宗奇，陈德权，潘志海，王洪松，王涛，
申请(专利权)人：西南交通大学中电建成都建设投资有限公司中国水利水电第四工程局有限公司中国水利水电第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：