[发明专利]一种隧道土工布物理淤堵量测装置及方法

说明书

本申请公开了一种隧道土工布物理淤堵量测装置及方法。所述隧道土工布淤堵量测装置包括具有进水口和排水口的试验箱，所述试验箱的底面设置有弧形板以模拟隧道的上半部分拱形结构，所述弧形板上设置有泄水孔。本申请的隧道土工布淤堵量测装置通过在试验箱的底面设置具有泄水孔的弧形板以模拟实际拱形隧道中的水从不同方向通过土工布的路径，避免了常规测量装置仅模拟垂直方向的水流情况，从而能够提供更真实有效的测量数据。且通过在试验箱内部设置隔板，以将试验箱分为若干相同的部分，从而可一次进行若干工况的研究，或同时进行相同条件的不同土工布的研究，不仅可以缩短试验时间，提高试验效率，还可以减少重复试验带来的误差，提高试验精度。

技术领域

本发明属于建筑工程渗水防堵测量领域，具体涉及一种隧道土工布物理淤堵量测装置及方法。

背景技术

土工布在工程中的功能大致可以分为增强和稳定功能、过滤功能、隔离功能、排水功能、防水(防渗)功能、防护功能以及复合以上几种功能。

《SL235-2012土工合成材料测试规程》的淤堵试验中，在土工布底部放置具有一定刚度和孔径的筛网，以支撑土工布，将筛网和土工布一起在加持装置内密封。但是，筛网的孔径在一定程度上会影响土工布的淤堵过程，对淤堵试验造成一定的误差。

在实际隧道工程中，间隔布置环向盲管，水流先通过土工布再流入环向盲管，再经过其他排水系统排出隧道内部，在设置环向盲管处的水流量要明显大于无环向盲管，更容易发生淤堵，不同截面的实际淤堵情况是有所不同的。然而，现有的淤堵试验中并未模拟出不同截面淤堵情况存在差异的情况。

且《SL235-2012土工合成材料测试规程》的淤堵试验中，土工布为水平放置，与筛网一起在加持装置内密封，此时，水流的路径为垂直渗透，土工布受到的土压力和渗透力也是垂直于土工布截面。然而，实际的隧道一般设计为拱形，水流的路径不仅有垂直方向还有水平方向，将土工布沿拱形截面布置，土工布不仅受到上方土体的自重和水渗流力的影响，还受到周围土体的挤压作用。因此，现有的淤堵试验中对水流路径的模拟并不完全符合隧道土工布承受水流路径的实际情况。

此外，现有的淤堵试验中，在研究土颗粒对于土工布的物理淤堵时，其填土一般由顶部直接倒入，并不能有效地控制试验土样的密实度和固结度。但是，在实际的地质条件中，土层在长时间的自重和外界压力作用下会发生固结沉降，其土层的密实度增大。因此，现有的淤堵试验中对土样状态的模拟并不完全符合隧道土工布承受土样的实际情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种隧道土工布物理淤堵量测装置及方法，该装置可模拟实际拱形隧道中的水流路径，更加符合隧道中实际土工布的受力特性，从而能够提供更真实有效的测量数据。

根据本发明的第一方面，提供一种隧道土工布淤堵量测装置，所述装置包括具有进水口和排水口的试验箱，所述试验箱的底面设置有弧形板以模拟隧道的上半部分拱形结构，所述弧形板上设置有泄水孔。

根据一种实施方式，所述弧形板的弧形形状可与实际工程设计相一致，例如可以由一个或多个圆的圆弧组成。优选地，所述弧形板为半圆弧形板。

根据本发明的一种实施方式，所述半圆弧形板的半径与实际工程相比可按照1:15～1:5的比例，优选1:10的比例缩小。

根据另一实施方式，所述半圆弧形板的半径可为0.3～1.0m，例如还可为0.4m、0.5m、0.6m、0.7m、0.8m或0.9m。

所述弧形板的纵向长度，只要方便进行检测，并没有特别限定。例如对于一个土工布样品来说，弧形板的长度可以为0.2～0.8m范围内任何适宜的长度。

根据本发明的一种实施方式，所述泄水孔模拟实际工程中环向盲管布置的相对位置布置在所述弧形板上。