[实用新型]一种复合地层界面泥浆差异性成膜试验装置

说明书

本实用新型公开了一种复合地层界面泥浆差异性成膜试验装置，该装置包括土筒、盖板、滤板、薄壁钢管、土层A、土层B、粗砂滤层、螺丝、孔口、螺塞、橡胶圈及泥浆出口等；本实用新型可以开展浆成膜规律的试验测定，能够同时对两种不同土层注入泥浆，并且可以透过透明土筒壁观察泥浆在土层中的渗流情况，可直观清晰地比较泥浆在两种土层中的渗流成膜差异性规律；可用于模拟在复合地层环境中盾构开挖，开挖面泥浆在两种不同的地层界面处的渗透成膜差异性规律，对泥浆在两种不同地层中的的成膜特性进行观察和规律分析，对比不同地层的成膜特性，合理评价泥浆在复合地层中的渗透性。

技术领域

本实用新型属于隧道及地下工程实验仪器技术领域，尤其涉及一种复合地层界面泥浆差异性成膜试验装置。

背景技术

随着我国轨道交通建设的蓬勃发展，盾构法隧道施工的案例已经越来越普遍，然而杂地层条件下，盾构机掘进面临巨大的工程风险，容易造成开挖面坍塌、地表沉降和隆起，所以要保证开挖面的稳定，在开挖面上形成有效的泥膜是保证开挖面稳定的关键。并且由于各种不可预见的原因，难免会开仓对盾构机进行检修施工，在稳定性较差的地层中，《盾构法开仓及气压作业技术规范(CJJ217-2014)》推荐的做法是采用泥膜护壁的辅助作为辅助工法稳定掌子面土体，为气压作业提供保障。

泥浆中的细小颗粒在压差作用下向地层中渗透形成不透水的泥膜，从而起到稳定地层的作用，泥浆对地层的渗透成膜特性直接关系到盾构掘进的稳定性。泥膜作为一种隔水材料和传力介质，其形成受到开挖土体、泥浆和施工参数三者的共同作用。

复合地层环境中，泥浆在每种地层中的的成膜特性及规律不一样。泥浆对地层的渗透效果不佳表现为泥浆或无法渗入地层，或渗入流失量过大，从而形成的泥皮太薄，强度太低，无法维持开挖面稳定性。确定在不同地质条件下泥膜形成质量规律，合理调度工程施工进度，是保证盾构机安全施工的保证。

因此，观察复合地层界面处的泥浆成膜规律，对比不同地层的成膜特性，合理评价泥浆在复合地层中的渗透性具有重要意义。

实用新型内容

为研究泥浆在不同土层中的渗流成膜规律以及渗流情况，本实用新型提供了一种复合地层界面泥浆差异性成膜试验装置，能够同时对两种不同土层注入泥浆，并且可以透过透明土筒壁观察泥浆在土层中的渗流情况，可直观清晰地比较泥浆在两种土层中的渗流成膜差异性规律。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种复合地层界面泥浆差异性成膜试验装置，其特征在于：所述装置由土筒、盖板、滤板、薄壁钢管、土层A、土层B、粗砂滤层、螺丝、孔口、螺塞、橡胶圈、泥浆出口组成，所述土筒左右两端以螺丝固定盖板，盖板内侧紧贴滤板，土筒中部填充粗砂滤层，左侧填充土层A，右侧填充土层B，粗砂滤层中插有一根薄壁钢管供外部泥浆泵注入泥浆。

所述土筒由透明有机玻璃制成，左右两端端头向外延伸一圈并开有螺丝孔，土筒筒壁上部中间开有一孔口，孔口直径与薄壁钢管直径一致，同时孔口配有螺塞用于孔口的封堵。

所述薄壁钢管表面带有粘稠快干胶，插入粗砂滤层后可以迅速硬结，固定薄壁钢管壁与周围粗砂，防止泥浆沿着薄钢管壁面发生流动。

所述盖板板面中部开有泥浆出口，注浆时土中的水、气、泥浆可透过盖板中部泥浆出口流出，盖板上与土筒的接触面一周设有橡胶圈，用于盖板与土筒的密封，保证泥浆不会沿着盖板与土筒的缝隙流出。

有益效果

本实用新型可以开展泥浆成膜规律的试验测定，可用于模拟复合地层环境中，开挖面泥浆在两种不同的地层界面处的渗透成膜差异性规律，对泥浆在两种不同地层中的的成膜特性进行观察和规律分析。为确定复合地质条件下泥膜形成质量规律，合理调度工程施工进度，保证盾构机安全施工提供参考。

附图说明：