[发明专利]一种单环管片上浮力试验装置及其方法

权利要求书

1.一种单环管片上浮力试验装置，其特征在于，所述装置包括箱体和管片上浮模型，所述箱体的顶部开口，所述管片上浮模型包括外筒和内铁筒模型，所述内铁筒装满砂子以满足模型相似比要求，所述内铁筒模型位于外筒内腔，所述外筒内腔的上部设有注浆口，所述外筒位于箱体内，所述注浆口与注浆管连接，所述注浆管穿过所述箱体侧壁与储浆罐连通，所述内铁筒模型顶部设置连接管，所述连接管穿过所述外筒的顶面与测力计连接，所述测力计与反力架连接，所述反力架安装在机架上；

所述装置包括上浮力测量组件，所述上浮力测量组件包括一个测力计和6个压力传感器，其中3个压力传感器均匀埋设在内铁筒模型的顶部外边缘，其他3个压力传感器均匀埋设在内铁筒模型的底部外边缘；

在内铁筒模型与外筒之间的钢管外设置可伸缩尼龙管，可伸缩尼龙管上端与外筒的内壁连接，可伸缩尼龙管的下端与内铁筒模型的顶面连接；

所述压力传感器的传感线通过可伸缩尼龙管穿出外筒，穿出的孔由玻璃胶密封，所述压力传感器连接数据采集仪，由电脑设置自动采集数据，从而得到浆液从注入到浆液凝固状态的压力数据，计算得到压力差并与反力架处的测力计读数进行对比论证，得到在整个注入过程中管片模型的上浮规律。

2.如权利要求1所述的一种单环管片上浮力试验装置，其特征在于，所述机架包括位于箱体相对的两侧的钢架，两个钢架分别连接至顶部的反力架。

3.如权利要求1或2所述的一种单环管片上浮力试验装置，其特征在于，所述储浆罐与空气压力机连接，所述空气压力机与储浆罐的连通管道上设置压力表。

4.如权利要求3所述的一种单环管片上浮力试验装置，其特征在于，所述外筒的顶部设有备用注浆口，备用注浆口内安装密封盖。

5.如权利要求1或2所述的一种单环管片上浮力试验装置，其特征在于，所述连接管为钢管，设置两根钢管将外筒与内铁筒悬空挂住。

6.如权利要求1或2所述的一种单环管片上浮力试验装置，其特征在于，所述箱体采用钢化玻璃制成，所述箱体侧面钢化玻璃表面每隔10cm设置标记带。

7.一种如权利要求1所述的单环管片上浮力试验装置实现的试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将内铁筒模型装满砂子并密封作为管片模型；

步骤2，根据设计的建筑空隙大小，架设设定高度的反力架；

步骤3，截好距离的连接管焊接在内铁筒模型的上顶部，分别布置在上部左右侧设定位置；

步骤4，预先在外筒对应内铁筒模型焊接的位置开设钢管同样大小的孔口并制作完成内径等大、外径比孔口大的环片，并在孔口左右侧开设螺栓口，通过拧紧螺栓将环片固定在外筒顶部，至此完成管片上浮模型；

步骤5，上部连接管通过测力计连接至反力架；

步骤6，在外筒右侧上端开设孔口作为注浆口，连接注浆管、储浆罐和空气压力机，在空气压力机出口处设置压力表；

步骤7，在外筒上部右端开设备用注浆口，所述备用注浆口的孔口大小可以提供浆液靠重力流入；

步骤8，在内铁筒模型与外筒之间的连接管外设置可伸缩尼龙管，可伸缩尼龙管上端与外筒的内壁连接，可伸缩尼龙管的下端与内铁筒模型的顶面连接，用玻璃胶将其固定；

步骤9，在内铁筒模型顶部和底部埋设压力传感器，将传感线通过可伸缩尼龙套管内部引出外筒外，至数据采集仪并最终连接至电脑；

步骤10，打开空气压力机，调整压力表至浆液可泵出，观察浆液注入情况，设置数据采集仪为自动监测，并在注入界面读取上方测力计的读数并记录时间，最终与数据采集仪对应时间的数据进行对比论证，从而得到在整个注入过程中管片模型的上浮规律。