[实用新型]饱水地层掌子面土体在三向应力下临界渗透气压测试装置

摘要

本实用新型公开了一种饱水地层掌子面土体在三向应力下临界渗透气压测试装置，包括试样饱和单元、临界渗透气压测试单元、轴向压力模拟单元，径向围压模拟单元。该装置能准确的测试出饱水地层掌子面不同孔隙比的土体在不同三向应力下的临界渗透气压以及渗透气压与气体损失率的定量关系，从而为饱水地层盾构法隧道带压换刀施工提供可靠的关键试验数据及依据，在有效保证掌子面稳定性的前提下，降低施工成本，提供施工进度，确保施工安全。

主权项

一种饱水地层掌子面土体在三向应力下临界渗透气压测试装置，其特征在于，包括试样饱和单元、临界渗透气压测试单元、轴向压力模拟单元，径向围压模拟单元；试样饱和单元：包括侧壁(7)、上透水石(1)、下透水石(2)和上盖(6)及底座(9)，原状试样(4)套上隔水橡胶膜(3)装入侧壁(7)中，侧壁(7)与隔水橡胶膜(3)紧密贴合，原状试样(4)上部与底部分别与高渗透性上透水石(1)、下透水石(2)紧密贴合，下透水石(2)与底座(9)的凹槽中的加载活塞(16)密封嵌置连接，上透水石(1)与上盖(6)的凹槽嵌置密封连接；上盖(6)中部设置上盖通道(5)，底座(9)中部设置有底座通道(10)；临界渗透气压测试单元：利用试样饱和单元对原状试样进行饱和以后，进行临界渗透气压测试，将试样饱和单元中的侧壁(7)、上透水石(1)、下透水石(2)替换为承压壁(27)、止水透气的上陶土板(12)和下陶土板(13)，饱和试样的上部与底部分别与上陶土板(12)、下陶土板(13)紧密贴合，下陶土板(13)和加载活塞(16)密封嵌置连接，上陶土板(12)和承压板(24)嵌置密封连接，承压板(24)位于上盖(6)下部，承压壁(27)和上盖(6)及底座(9)密封嵌置构成压力室(21)；底座(9)中部的凹槽中固定有油缸(22)，油缸(22)内部的加载杆(25)与加载活塞(16)相连，加载活塞(16)向上伸入压力室(21)；底座(9)位于压力室(21)内腔与油缸(22)之间的部位设有向压力室(21)注水的进水阀(18)；上盖通道(5)与气液压力‑流量测试系统(14)相连，底座通道(10)与气液压力‑流量控制系统(11)相连，底座通道(10)贯穿加载活塞(16)；气液压力‑流量控制系统(11)连接底部通道(10)，上盖通道(5)与气液压力‑流量测试系统(14)相连；轴向压力模拟单元包括GDS轴压控制系统(19)、进油接头(17)、出油接头(20)、油缸(22)、加载活塞(16)，GDS轴压控制系统通过与进油接头(17)、出油接头(20)相连，控制底座(9)中部的凹槽中固定的油缸(22)内的压力，油缸(22)内部的加载杆(25)与加载活塞(16)相连；GDS轴压控制系统(19)通过加载活塞(16)向原状试样(4)施加设定的轴向压力以模拟隧道的轴向压力；径向围压模拟单元：包括压力室(21)，底座(9)位于压力室(21)内腔与油缸(22)之间的部位设有向压力室(21)注水的进水阀(18)，上盖(6)设有与压力室(21)连通的排气阀(15)，进水阀(18)与径向围压控制系统(26)相连。