[发明专利]一种砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置和方法

摘要

本发明公开一种砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置和方法，装置包括实验筒、供水管和加压装置，实验筒内底面上设有底座支架，底座支架的顶部设有下金属板孔，下金属板孔的上表面设有下滤网，下滤网上填充试验土样，试验土样的顶面设有上滤网，上滤网的上表面设有上金属板孔。实验筒的下金属板孔以下的侧壁连通连接溢水管，实验筒的下金属板孔与上金属板孔之间的侧壁上连通连接测压管，实验筒的上金属板孔以上的侧壁连通连接进水管。加压装置内固定设置伺服水泵和水压表，加压装置与供水管连接。伺服水泵可模拟高水压条件，测定砂卵石在高水压条件下发生喷涌的临界水压力。该装置结构简单，可操作性强，对于实际施工具有较强的指导意义。

主权项

1.一种利用砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置的实验方法，其特征在于：砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置包括实验筒(1)、供水管(18)和加压装置(3)，所述实验筒(1)内底面上设有底座支架(7)，底座支架(7)的顶部设有下金属板孔(9)，所述下金属板孔(9)的上表面设有下滤网(11)，所述下滤网(11)上填充试验土样(24)，所述试验土样(24)的顶面设有上滤网(10)，所述上滤网(10)的上表面设有上金属板孔(8)；所述实验筒(1)的下金属板孔(9)以下的侧壁连通连接溢水管(12)，所述实验筒(1)的下金属板孔(9)与上金属板孔(8)之间的侧壁上自下而上依次连通连接第一测压管(13)、第二测压管(14)和第三测压管(15)，所述实验筒(1)的上金属板孔(8)以上的侧壁连通连接进水管(17)；所述加压装置(3)内固定设置伺服水泵(22)和水压表(23)，所述加压装置(3)与供水管(18)连接；该装置还包括加压横梁(6)、千斤顶(20)和轴力计(21)，所述加压横梁(6)罩设在实验筒(1)的顶部，所述千斤顶(20)的底座固定设置在加压横梁(6)的下表面，所述千斤顶(20)的顶杆与上金属板孔(8)的上表面接触，所述轴力计(21)固定设置在加压横梁(6)上；所述供水管(18)上固定设置止水阀(19)；实验方法包括以下步骤：a、将底座支架(7)、下金属板孔(9)、下滤网(11)依次放入实验筒(1)内，分层装入测试土样(24)，每层10cm，连接供水管(18)和进水管(17)，打开止水阀(19)，使测试土样(24)逐渐饱和后，再次装入测试土样(24)，直至最后一层测试土样(24)高出第三测压管(15)10cm，测试土样(24)上部依次放置上滤网(10)和上金属板孔(8)，当水面高出测试土样(24)继续充水至溢水管(12)有水溢出，关闭止水阀(19)，静置至第三测压管(15)水位与实验筒(1)齐平时，进行常压状态下的常水头渗透实验；b、启动千斤顶(20)，使千斤顶(20)的顶杆对上金属板孔(8)施加向下的压力，轴力计(21)测试施加压力的大小，进行不同土压力下的常水头渗透实验；c、将第一测压管(13)、第二测压管(14)和第三测压管(15)封闭，将伺服水泵(22)与溢水管(12)连接，加压至实验筒(1)内的测试土样(24)顶部有水喷涌，水压表(23)测得测试土样(24)发生喷涌破坏的水压力。