[发明专利]一种测量泥浆成膜有效应力转化率的装置和方法

说明书

本发明公开了一种测量泥浆成膜有效应力转化率的装置及方法，属于地下工程技术领域，通过对盛装容器内气压的控制以及对实验流程的改进，阻止泥浆在不断向地层中渗透的过程中泥浆渗透将泥膜填充的过程，防止泥膜的孔隙受影响，装置包括盛装容器，盛装容器连通正压源，盛装容器用于盛装泥浆，盛装容器的内部设有用于测量气压的第一压力计，盛装容器还设有用于连接第二压力计的开口；盛装容器内部设有过滤件，盛装容器在外部底端面连通储水仓，储水仓还连通盛装容器的液位以上的位置；盛装容器还连通用于存储泥浆的储浆仓。

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种测量泥浆成膜有效应力转化率的装置和方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着我国经济和科技的发展，我国开始大力发展新型基础设施建设，地铁隧道等建设进入繁荣时期，泥水盾构技术被广泛地应用于城市地铁和隧道建设中来。盾构机在进行掘进工作时，同时向地层中注入泥浆，使其在地层表面形成一层致密的泥膜，保证施工能够顺利安全地进行。

泥膜的形成不光关系着施工能否顺利进行，还关系着施工人员的生命安全问题，因此实验室对泥膜进行实验参数测量对实际工程具有重大意义。发明人发现，目前国内的仪器大部分通过室内泥浆渗透成膜过程中的滤水量来计算泥膜的渗透性质，但是泥浆在不断向地层中渗透的过程中，泥浆渗透还会将泥膜进行填充，泥膜的孔隙会受到一定的影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种测量泥浆成膜有效应力转化率的装置和方法，通过对盛装容器内气压的控制以及对实验流程的改进，阻止泥浆在不断向地层中渗透的过程中泥浆渗透将泥膜填充的过程，防止泥膜的孔隙受影响。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种测量泥浆成膜有效应力转化率的装置，包括盛装容器，盛装容器连通正压源，盛装容器用于盛装泥浆，盛装容器的内部设有用于测量气压的第一压力计，盛装容器还设有用于连接第二压力计的开口；盛装容器内部设有过滤件，盛装容器在外部底端面连通储水仓，储水仓还连通盛装容器的液位以上的位置；盛装容器还连通用于存储泥浆的储浆仓。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种测量泥浆成膜有效应力转化率的方法，使用如第一方面所述的测量泥浆成膜有效应力转化率的装置，包括以下步骤：

对盛装容器填充泥浆，直至泥浆的液位达到设定位置；

泥浆中的水分通过滤件进入储水仓；

在盛装容器中放入土体，然后使盛装容器保持密闭状态；

正压源对盛装容器加压，直至盛装容器中的气压达到设定的第一气压值；

将第二压力计的测量端插入到待测土体中；

继续对盛装容器填充泥浆，当泥浆渗入土体后，泥浆中的水分透过滤板进入储水仓中；

观察储水仓中的水量，如果水量不发生变化，说明泥浆基本已经完成渗透过程；

待泥浆渗透过程结束后，记录第一气压值和此时第二压力计的压力值；

多次重复实验，获得多组第一压力计的气压值和对应的第二压力计的压力值。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：

1)本发明通过对盛装容器内气压的控制以及对实验流程的改进，在实验的过程中打开盖体向盛装容器中添加土体，阻止泥浆在不断向地层中渗透的过程中泥浆渗透将泥膜填充的过程，防止泥膜的孔隙受影响。

2)本发明中，第二压力计在需要时可以直接测量土体的压力，土体的压力和盛装容器内的气压之间的关系可以通过本发明公开的装置同时测得，时效性较佳。