【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水利工程，具体涉及一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置及方法。
技术介绍
1、在防渗墙施工中，膨润土或黏土泥浆靠自重稳定防渗墙槽孔第应力，起固壁作用。膨润土或黏土泥浆在浆柱压力作用下，向四周土体浸染渗透，在土层中形成泥浆渗透带，参见图4，在槽壁上形成泥皮。
2、闵凡路等人采用多组性质不同的泥浆在多种渗透性不同的地层中开展泥浆在地层中的渗透试验，系统地展示了泥浆在地层中不同的渗透现象，可以分为：泥皮型（无渗透带）、泥皮+渗透带型、无泥皮（有渗透带）3种类型。
3、泥皮或泥浆渗透带可视为大量微小膨润土或黏土水化颗粒对堤基土体孔隙结构进行改良，降低了土体渗透性，同时对土体粘聚力也有影响，除了能够起到固壁作用外，对防渗墙受力和变形也会产生作用。
4、要了解泥浆渗透带对防渗墙受力和变形的影响，首先要研究泥浆渗透演化过程及泥皮和泥浆渗透带的力学性能。目前传统的研究泥浆渗透的试验装置主要包括两种：一种为泥浆竖向渗透试验装置，如图5所示；一种为泥浆水平向渗透试验装置。
5、虽然上述两种试验装置的细节不同，例如，有试验装置考虑了变截面、成层土层、地下水压力和竖直应力等因素，但是总体原理一致，即泥浆在压力作用下水平向或竖直向渗透。这些试验装置主要适用于灌注浆、泥浆盾构等行业对泥浆渗透的试验研究，泥浆以点源形式向单一方向渗透，试验装置便于检测成型泥皮或泥浆渗透带的渗透性能。
6、但是以上的泥浆渗透装置无法满足水利工程防渗墙施工中的泥浆渗透条件，且防渗墙槽孔中
7、基于此，本专利技术提出一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试方法，用于模拟防渗墙槽孔中泥浆渗透条件，解决在防渗墙工程的泥浆渗透演化条件下，泥皮或泥浆渗透带的成型过程测试方法的可视化、仿真性、可监测等问题，为防渗墙工程中泥浆渗透演化规律和土层改性相关研究提供一种科学合理的试验方法。
技术实现思路
1、针对上述传统的试验装置存在的缺陷和问题，本专利技术提供一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置及方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，包括箱体，箱体顶部设有密封盖，密封盖上设有进浆孔、气压表、加压孔；箱体内间隔垂直安装有左挡板、右挡板，使得箱体内腔从左向右依次被分割为左填砂区、泥浆区、右填砂区三部分；所述箱体左右两侧壁上对称开设有多个压力计测孔，箱体中部的泥浆区设有多个测压孔，分别与测压计相连接；所述左填砂区和右填砂区上分别设有出水口，所述各出水口分别通过排水管与量筒相连接，量筒下方设有电子秤，用于对渗流量数据进行监测。
3、进一步地，所述箱体由有机玻璃制成的立体结构，其与密封盖之间通过设置密封条和螺栓进行密封。
4、进一步地，所述进浆孔用于将泥浆加入箱体内泥浆区，加压孔和空压机通过压力输送管相连接，用于向箱体内提供气压，加压孔上设有调压阀，通过调压阀和气压表来调节气压。
5、进一步地，所述左填砂区和右填砂区容积相等，均大于泥浆区内容积。
6、本专利技术还提供一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试方法，包括以下步骤：
7、s1、分别向左填砂区和右填砂区内分层填充砂土，直至砂层表面距试验箱顶2-3cm；
8、s2、勾毛砂层表面，并铺入黏土层至黏土层表面与试验箱顶面齐平；
9、s3、向箱体内注水缓慢饱和砂层，避免扰动砂层；
10、s4、调整两侧排水管的高度与砂层表面齐平，使砂层中自由水面接近砂层表面；
11、s5、将预先配制好的泥浆材料注入泥浆区，液面与黏土层表面齐平；
12、s6、将左挡板和右挡板缓慢移出并补充泥浆材料至原高度；
13、s7、盖上密封盖实现密封后向泥浆区注满泥浆；
14、s8、通过加压孔向箱体内通入气压至需求气压并维持气压水平3-4h；
15、s9、通过称取排入量筒内水的质量即可得到进入砂层的泥浆材料的体积；通过读取与测压孔相连的压力计的数据即可得到泥浆渗透压力，结合排出水的体积观测结果通过计算即可得到泥浆渗透压力-渗透距离关系；且通过综合上述数据计算后即可得到关于泥浆渗透压力-渗透距离-力学性能的关系。
16、进一步地，预先配制好的泥浆材料为膨润土或黏土。
17、进一步地，若在实验过程中，泥浆高度明显降低，可关闭加压孔，打开进浆孔阀门，补充泥浆至原高度，之后关闭进浆孔阀门打开加压孔，提高试验箱体内气压至设计气压。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术提供一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置及方法，通过左填砂区、泥浆区和右填砂区的分割，可以模拟地下水流动的情况，使得实验结果更加真实可靠；通过在箱体不同位置设置压力计测孔和测压孔，并连接测压计，可以实时监测箱体内不同区域的压力变化情况，从而了解地下水流动的压力分布；通过出水口与排水管和量筒相连接，并在量筒下方设置电子秤，可以实时监测渗流量数据，从而了解地下水流动的渗流情况；本专利技术能够对实验过程进行实时监测，可由外而内地观测泥皮和泥浆渗透带形态，方便泥皮或泥浆渗透带的原型取样，从而更好的帮助研究人员了解水流动情况，监测压力变化和渗流量数据，具有可视化、仿真性、可监测等特点。
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1.一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：包括箱体，箱体顶部设有密封盖，密封盖上设有进浆孔、气压表、加压孔；箱体内间隔垂直安装有左挡板、右挡板，使得箱体内腔从左向右依次被分割为左填砂区、泥浆区、右填砂区三部分；所述箱体左右两侧壁上对称开设有多个压力计测孔，箱体中部的泥浆区设有多个测压孔，分别与测压计相连接；所述左填砂区和右填砂区上分别设有出水口，所述各出水口分别通过排水管与量筒相连接，量筒下方设有电子秤，用于对渗流量数据进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：所述箱体由有机玻璃制成的立体结构，其与密封盖之间通过设置密封条和螺栓进行密封。
3.根据权利要求1所述的一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：所述进浆孔用于将泥浆加入箱体内泥浆区，加压孔和空压机通过压力输送管相连接，用于向箱体内提供气压，加压孔上设有调压阀，通过调压阀和气压表来调节气压。
4.根据权利要求1所述的一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测
5.一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试方法，应用上述权利要求1-4所述的一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试方法，其特征在于：预先配制好的泥浆材料为膨润土或黏土。
7.根据权利要求5所述的针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试方法，其特征在于：若在实验过程中，泥浆高度明显降低，可关闭加压孔，打开进浆孔阀门，补充泥浆至原高度，之后关闭进浆孔阀门打开加压孔，提高试验箱体内气压至设计气压。
...【技术特征摘要】
1.一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：包括箱体，箱体顶部设有密封盖，密封盖上设有进浆孔、气压表、加压孔；箱体内间隔垂直安装有左挡板、右挡板，使得箱体内腔从左向右依次被分割为左填砂区、泥浆区、右填砂区三部分；所述箱体左右两侧壁上对称开设有多个压力计测孔，箱体中部的泥浆区设有多个测压孔，分别与测压计相连接；所述左填砂区和右填砂区上分别设有出水口，所述各出水口分别通过排水管与量筒相连接，量筒下方设有电子秤，用于对渗流量数据进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：所述箱体由有机玻璃制成的立体结构，其与密封盖之间通过设置密封条和螺栓进行密封。
3.根据权利要求1所述的一种针对防渗墙工程的泥皮或泥浆渗透带成型的可视化测试装置，其特征在于：所述进浆孔用于将泥浆加入箱体内泥浆区，加压孔和空压机通过压力...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯凌云，万芳，刘汉东，陈家兴，韩小燕，王大辉，刘春丽，张光耀，李彩凤，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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