[发明专利]地层劈裂抗力试验装置及测定方法

权利要求书

1.地层劈裂抗力试验装置，其特征在于，泥水箱（8）由有机玻璃箱壁及上下盖板组成，用于盛放试验用泥水；上盖板上连接有排气阀（1）、注浆管（2）和加压管（3），加压管（3）与气压泵（4）连接；泥水箱（8）的侧壁上方安装空气压力表（9），侧壁下方连接有地表压力表（10）；泥水箱（8）的底部连接有钢管（13），钢管（13）上安装有阀门（12）和流量计（11），钢管（13）通过软胶管（17）与测量管（16）连接；钢管（13）与软胶管（17）连接处安装传感器（14），软胶管（17）与测量管（16）连接处安装先端压力表（15）。

2.根据权利要求1所述的地层劈裂抗力试验装置，其特征在于，所述上盖板由上结构板（6）和结合板叠合而成，下盖板由下结构板（7）和结合板叠合而成。

3.根据权利要求1所述的地层劈裂抗力试验装置，其特征在于，所述泥水箱（8）固定在电动三轮车上，方便移动。

4.根据权利要求1所述的地层劈裂抗力试验装置，其特征在于，所述泥水箱（8）的外壁粘贴有刻度线，最小刻度1mm。

5.一种基于权利要求1所述装置的地层劈裂抗力测定方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（a）在需要测定的底层上布置若干个不同深度或不同泥水性能工况的试验孔；为保证各个试验点不相互影响，按照45°最大破坏线确定试验点的布置和其影响范围；

（b）在布置好的试验孔底部预埋测量管，并通过软胶管将泥水箱底部钢管与测量管连接，保证密封性，并对测量管周边进行封堵；

（c）对测量管进行清孔，防止底部被淤住；

（d）按预定配比配置泥水；

（e）打开排气阀和泥水箱底部的阀门，将泥水通过注浆管注入泥水箱，达到泥水箱容积的80%时，停止注入，液面始终位于空气压力表下方；

关闭排气阀和注浆管，通过气压泵向泥水箱施加气压，通过空气压力表读数控制加压的速率，使气压匀速缓慢增长，加压速率为1kPa/min～3KPa/min；液面高度缓慢且近似匀速降低，记录液面高度、地表压力表、流量计、先端压力表读数；不断增大气压，当泥水箱中泥水液面突然迅速下降，压力不增加甚至减少，且流量计读数突然增大时，判定土体发生劈裂，此时的先端压力表读数即为该地层土体的劈裂压力值；

（f）对试验孔开挖，揭示劈裂发生路径。

6.根据权利要求5所述的地层劈裂抗力测定方法，其特征在于，所述步骤（a）开始前，先对地层表面的硬壳层进行挖除，以防其与天然地层性能不同，影响劈裂抗力测量的准确性。