[发明专利]一种模拟泥水盾构泥浆渗透成膜的变截面试验装置及方法

权利要求书

1.一种模拟泥水盾构泥浆渗透成膜的变截面试验装置，其特征是，包括试验柱体，所述试验柱体包括相连接的上部筒体和下部筒体，下部筒体的直径大于上部筒体的直径；上部筒体内下部设置泥水仓，下部筒体内由上至下依次设置地层填充仓和卵石过滤层；上部筒体下部和下部筒体上部侧壁设置测压计，下部筒体底部侧壁与量筒连接，量筒底部配合设置计量秤，测压计和计量秤均与上位机连接；

其中，所述上部筒体底部侧壁设置有排泥阀，排泥阀对应设置于下部筒体顶部上方；所述下部筒体顶部设有开口，上部筒体连接于下部筒体的开口处，二者连接后相通；

所述地层填充仓和卵石过滤层充填整个下部筒体；所述地层填充仓内充填土层，地层填充仓顶部对应于上部筒体下方区域设置柱形空间，柱形空间内充填泥浆；所述柱形空间直径与上部筒体相等。

2.如权利要求1所述的变截面试验装置，其特征是，所述试验柱体置于试验架内，试验架包括上下相对设置的顶板和底板，顶板和底板之间设置竖向的立柱，试验柱体置于顶板和底板之间，上部筒体顶端与顶板底部连接，下部筒体底端与底板顶部连接。

3.如权利要求1所述的变截面试验装置，其特征是，所述上部筒体顶部侧壁设置注浆孔，由注浆孔向上部筒体内注入浆液。

4.如权利要求1所述的变截面试验装置，其特征是，所述上部筒体还与泥浆加压装置连接，泥浆加压装置包括与上部筒体顶部侧壁连接的调压装置，调压装置与空压机连接，在上部筒体顶部侧壁与调压装置之间设置有进气阀。

5.如权利要求1所述的变截面试验装置，其特征是，所述柱形空间内侧沿圆周方向设置钢丝网。

6.如权利要求1所述的变截面试验装置，其特征是，所述下部筒体上部侧壁并列设置多个测压计，上部筒体和下部筒体均设置刻度线，量筒和下部筒体之间设置排水阀。

7.采用如权利要求1-6任一项所述的变截面试验装置的试验方法，其特征是，包括以下步骤：

配制泥浆，检查试验装置的气密性；

将下部筒体倒置，分层填充土样后埋设测压计，而后铺设卵石过滤层；将上部筒体与下部筒体连接后，由底部向下部筒体注水，以反向饱和地层；

向上部筒体内注入泥浆，通过泥浆加压装置向上部筒体内通入气体，进行泥浆的渗透试验，同步测量土层中孔隙水压力与渗流量随时间和加载压力之间的关系；

停止加压，结束泥浆渗透试验，将上部筒体拆除，观测下部筒体土层处形成的泥膜情况；

改变泥浆压力、泥浆特性、土层特性，重复以上步骤，进行多组对比实验。