[发明专利]测不同角度及深度惰性浆液压力的试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种测不同角度及深度惰性浆液压力的试验装置及其使用方法，沿其高度方向依次布设有至少两个试验组件，包括敞口玻璃箱，玻璃箱；两个试验组件通过数据线连接，敞口玻璃箱上安装有玻璃盖，玻璃盖与敞口玻璃箱形成有出线口，数据线穿过出线口，与数据采集仪连接；本浆液压力测试装置可以分别考虑深度、角度和浆液配合比对浆液压力的影响，得到不同配比、不同深度、不同角度下的侧压力系数变化，对于探究盾构管片上浮的受力机理有重要意义，具有材料简单、结构简单、操作便捷的优点。

技术领域

本发明属于浆液压力测试装置技术领域，具体涉及一种测不同角度及深度惰性浆液压力的试验装置及其使用方法。

背景技术

盾构法施工是目前国内外地下交通工程领域广泛采用的开挖技术，机械化和自动化程度较高。施工时，盾构机前方设置有刀盘用于切削土体，盾构机后方设置有拼装机用于拼装盾构隧道的钢筋混凝土管片，使钢筋混凝土管片拼装成圆形隧道。为方便施工，管片拼装成圆形隧道脱离盾构机进入土层中时，拼装隧道与周围土层之间存在空隙。施工时往往通过在盾构机尾部进行注浆，填充该空隙，以达到控制周围土体位移，减小地层沉降的目的。在注浆过程中，从管片拼装到浆液最终凝固紧贴管片与土体，刚脱出盾尾的管片被注浆浆液包裹，由于浆液浮力大于管片自重并且存在一定凝结时间，管片或多或少会发生上浮，导致管片产生错台等安全问题，隧道管片上浮问题是盾构施工中备受关注及研究的问题。盾构机尾部注浆压力、注浆量、浆液配比等因素均会影响管片的受力，为探究盾构隧道的上浮机理，需对浆液中管片各个部分的受力进行分析。

如中国专利文献（申请号CN105606273A）公开了一种注浆专用压力表及注浆压力测试系统，使用应变片式压力传感器进行压力测量，解决了传统指针压力表附着凝固浆液残渣而失去作用指针晃动、读数较为困难和使用寿命较短的问题。

如中国专利文献（申请号CN107449542A）公开了一种新型压力测试装置，通过设置橡胶管和储油仓作为传递力的中介，使得水泥浆液与压力表隔开，实现了保护压力表的效果，解决了水泥浆液进入压力表内部在高压的作用下发生固化而堵塞压力表的问题。

如中国专利文献（申请号CN210598976U）公开了一种盾构机尾部注浆压力测试装置，在管片中预埋圆形压力传感器的方式避免了现场开槽造成的管片结构损伤，且通过直接接触注浆浆液测量注浆压力，为盾构隧道设计与施工提供了数据依据。

上述发明均只能测试浆液固定一个面受到的压力，而在实际的盾构隧道中，当管片脱离盾尾并完全浸没在浆液中时，由于侧面为一个圆环，管片各点处的压力由于深度及角度的变化而变化，仅测试一个点处一个面的浆液压力不能代表整体的浆液压力。此外，采用土压力盒作为压力传感器，既不存在浆液堵塞问题，装置也简单易操作。

针对上述技术问题，故需要进行改进。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，设计巧妙，操作简便，测不同角度及深度惰性浆液压力的试验装置及其使用方法。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种测不同角度及深度惰性浆液压力的试验装置，沿其高度方向依次布设有至少两个试验组件包括敞口玻璃箱，玻璃盖；两个试验组件通过数据线连接，敞口玻璃箱上安装有玻璃盖，玻璃盖与敞口玻璃箱形成有出线口，数据线穿过出线口，与数据采集仪连接。

作为本发明的一种优选方式，所述试验组件设置有三个，沿着敞口玻璃箱的侧壁高度方向等距布设；

作为本发明的一种优选方式，最底部的试验组件与敞口玻璃箱底部留有距离。

作为本发明的一种优选方式，所述试验组件包括钢棒、微型土压力盒、螺栓和指针；微型土压力盒安装于钢棒的端部，位于敞口玻璃箱内部，钢棒另一侧与螺栓、指针焊接并固定于敞口玻璃箱的外侧边，刻度盘穿过钢棒固定于敞口玻璃箱侧边。

作为本发明的一种优选方式，所述钢棒横截面为圆形，底部为正方形。