[实用新型]一种用于对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果的测定装置

说明书

本实用新型公开了一种用于对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果的测定装置，由玻璃筒、吊环、限位块、木架、微型摄像头、接线木塞、吊带、电极贴片、凹型导电槽、通电线、导电插头、土体、土箱、电源、电极板和拉力计共同组成，在玻璃筒底部对称布置电极贴片，试验开始前将通电线一端的导电插头插入试验所需的凹型导电槽，另一端连接于电源负极，并将电极板连接于电源正极，在一定的通电时间后，通过拉力计施加的拉力使玻璃筒与土体分离，测定在电渗作用下的土体黏附力大小。采用在玻璃筒底部对称布置电极贴片能够便于对比在不连续土体中电渗减黏效果的差异，是研究电渗在土体局部非连续状态下对土体黏附力影响的一种有效手段。

技术领域

本实用新型属于隧道与地下工程试验仪器技术领域，特别涉及一种用于对比在土体局部 非连续状态下电渗减黏效果的测定装置。

背景技术

随着日益发展的经济以及工业化水平不断提高，盾构法施工在跨江跨海、穿山越岭等隧 道工程中受到广泛运用，但在实际施工中土压平衡盾构机在富黏土地层常遇到黏土堵塞及黏 附机械的现象，从而导致刀盘扭矩增大；随着盾构的推进，机械表面刀盘结泥饼的程度不断 增加，从而降低盾构掘进的施工进度甚至损坏机械设备。根据张继先在《土壤对固体材料粘 附和摩擦性能的研究》文中提出土壤——固体材料五层界面模型，土壤与固体表面间的水膜在 充分厚的条件下，依次分布着五种不同结构的水，中间一层为自由水，因自由水的结构较其他 四层结构松散，因此，此时土壤与固体间的相互作用力最弱，当水膜厚度很小，不足以形成自由 水层时，则此时两者间的相互作用较强。利用土壤电渗可使这层水膜增厚，从而减小土壤与固 体材料间的黏附力，达到减黏脱土的效果。因此，研究电渗法对土壤黏附力的影响规律是解 决刀盘结泥饼问题的一种有效手段。

目前，国内外利用电渗法研究土壤黏附力已有相关研究，例如：早在1949年，Casagrande 在《Electro-osmosis in soils：Ge′otechnique，Vol》文中将电渗法作为一种土体排水手段 介绍推广；1998年，阎备战、丛茜、任露泉等人在《土壤非光滑表面电渗粘附的试验优化技 术研究》文中利用土壤动物体表的非光滑的仿生学信息，以非光滑凸包作为正极面，利用工作 部位作为负极面，进行非光滑表面电渗。2013年，陆嘉在《电渗法运用於地下钻掘包泥问题 之可行性探讨》文中利用多功能砂箱进行试验，在连续土体中设置电极棒，对连续土体进行 黏附力测定。但这些通过电渗法测定黏附力装置和方法的研究不能有效的进行测试在土体局 部非连续状态下电渗减黏效果，也没有涉及到对特殊曲面进行电渗的试验方法，以及对特殊 曲面的不同位置进行电渗减黏，对比在土体局部非连续状态下不同位置的电渗减黏效果的差 异。

为克服上述不足，本实用新型提出一种用于对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果 的测定装置，分析在土体局部非连续状态下电渗不同位置的土体黏附力值，得到土体局部非 连续状态下电渗减黏效果的影响，从而为刀盘结泥饼的防治提供有效分析依据。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果的测定装置，其 目的在于，利用电渗法测量土体黏附力的试验中，通过测试特殊曲面下不同位置的黏附力值， 从而达到对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果的影响规律，可以应用在刀盘结泥饼的 处理工程之中。

一种用于对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果的测定装置，由玻璃筒、吊环、限 位块、木架、微型摄像头、接线木塞、吊带、电极贴片、凹型导电槽、通电线、导电插头、土 体、土箱、电源、电极板和拉力计共同组成，在玻璃筒底部对称布置电极贴片，试验开始前 将通电线一端的导电插头插入试验所需的凹型导电槽，另一端连接于电源负极，并将电极板 连接于电源正极，在一定的通电时间后，通过拉力计施加的拉力使玻璃筒与土体分离，测定 在电渗作用下的土体黏附力大小。通过对比在土体局部非连续状态下电渗减黏效果的差异， 为实际工程中刀盘泥饼的去除提供分析依据。