吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置以及模型试验

摘要

本发明公开了一种吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，其药剂配置仓中设置有絮凝剂输送泵，絮凝剂输送泵通过第一输送管道与强力搅拌仓导通，第一输送管道上设置有第一流量控制阀门，吹填土装样仓中设置有泥浆输送泵，泥浆输送泵通过第二输送管道与强力搅拌仓导通，第二输送管道上设置有第二流量控制阀门，强力搅拌仓内设置有电动搅拌器，强力搅拌仓通过第三输送管道与土样收集仓导通，第三输送管道上设置有第二流量控制阀门。本发明还公开了进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验。本发明提供的吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置的结构简单、实用，能够完整而精准地模拟吹填土施工过程中注入絮凝剂的试验模型。

说明书

技术领域

本发明涉及一种吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，用于室内模拟真空预压处理与絮凝剂发生反应后的吹填软土地基。本发明还涉及采用吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验。

背景技术

随着我国沿海地区建设规模的不断扩大，土地资源的供应日益紧张，海涂围垦成为获取土地资源的主要途径。海涂围垦往往采用吹填造陆的方式，但吹填淤泥含水率高，流动性大，承载力极低，通常需要真空预压法进行加固之后方可利用。目前采用的真空预压法主要存在两个问题：一是抽真空过程中，竖向排水板淤堵现象严重，真空度在土中损失较大；二是随着含水率降低，吹填淤泥渗透系数逐渐减小，后期排水已相当困难。近些年来，有学者在传统真空预压的基础上做了改进，提出了增压式真空预压法、新型防淤堵真空预压法以及劈裂真空预压法等，但是单纯的改变塑料排水板的材质特性以及真空预压的施工工艺，并不足以解决以上问题。此外还有人提出吹填土固化技术，该方法固化剂使用量大，成本较高，吹填土地基承载力低下导致机械进场困难，因此并没有在大面积吹填土地基处理中得到广泛应用。

吹填淤泥颗粒极细，且黏性很高，小颗粒很容易随着孔隙水的渗流在竖向排水板附近聚集并在其表面形成较硬的泥皮，阻止真空由排水板向土中传递，因此借助一些合适的絮凝剂改良吹填土的特性，促使土的黏性降低，渗透性增强，将是一种有效改善排水板淤堵性能、加固深层土体的研究思路。

针对目前真空预压技术存在的问题已有专利（CN104674785A）提出一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，即在大面积吹填土施工现场，在吹填土输送管道里增开絮凝剂注浆口，让注入的絮凝剂浆液与吹填泥浆一起随管道吹出。但在实际工程中，吹填土输送管道往往直径较大且管道内泥浆流速较快，通过注浆口注入的絮凝剂浆液很难在管道内与泥浆均匀得混合，容易造成絮凝反应不完全，导致后期真空预压不能产生明显处理效果，发挥不出絮凝联合真空预压法的优势。另外，上述方法的应用仅限于大面积吹填土施工现场，试验研究成本较高，且费时费力，如何在室内实验室模拟该方法的工艺流程，进行室内模型试验，进一步研究和完善絮凝联合真空预压相关理论和技术支持，目前这样的一种吹填土施工过程中同时注入絮凝剂的模型试验装置还未曾出现。

发明内容

鉴于已有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够采用简单的结构完整而精准地模拟吹填土施工过程中注入絮凝剂的试验模型。本发明还提供了采用上述吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验。

为此，本发明的技术方案是：吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，包括药剂配置仓、吹填土装样仓、土样收集仓和强力搅拌仓，所述强力搅拌仓须保证气密封性；所述药剂配置仓中设置有絮凝剂输送泵，絮凝剂输送泵通过第一输送管道与所述强力搅拌仓上部导通，第一输送管道上设置有第一流量控制阀门；所述吹填土装样仓中设置有泥浆输送泵，泥浆输送泵通过第二输送管道与所述强力搅拌仓上部导通，第二输送管道上设置有第二流量控制阀门；所述强力搅拌仓内设置有电动搅拌器；所述强力搅拌仓下部通过第三输送管道与所述土样收集仓导通，第三输送管道上设置有第三流量控制阀门。

本发明还提供了采用上述吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验：包括以下步骤：A、将事先准备好的泥浆土样加入到吹填土装样仓里；B、将某一种或几种絮凝剂与一定体积的水加入到药剂配置仓进行溶解搅拌，形成絮凝药液，絮凝剂的投加量可以按泥浆干固体质量的不同百分比进行确定；C、打开第一流量控制阀门、第二流量控制阀门和第三流量控制阀门，接通泥浆输送泵、絮凝剂输送泵和电动搅拌器的电源，整套装置开始工作促使泥浆和絮凝药液在强力搅拌仓充分混合后形成絮凝土样，最终经导出口一起吹入土样收集仓。

本发明提供的吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，的结构简单、实用，能够完整而精准地模拟吹填土施工过程中注入絮凝剂的试验模型，其模型试验的操作极为方便，可控性较强。

附图说明

图1为本发明提供的的结构简单、实用，能够完整而精准地模拟吹填土施工过程中注入絮凝剂的试验模型的结构示意图。

具体实施方式

参照图1所示，本发明提供的吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，包括药剂配置仓1、吹填土装样仓2、土样收集仓3和强力搅拌仓4，强力搅拌仓4气密封，所述药剂配置仓1中设置有絮凝剂输送泵5，絮凝剂输送泵5通过第一输送管道6与所述强力搅拌仓4上部导通，第一输送管道6上设置有第一流量控制阀门7，所述吹填土装样仓2中设置有泥浆输送泵8，泥浆输送泵8通过第二输送管道9与所述强力搅拌仓4上部导通，第二输送管道9上设置有第二流量控制阀门10，所述强力搅拌仓4内设置有电动搅拌器11，电动搅拌器11设置于所述强力搅拌仓4的顶部，带有搅拌叶的搅拌杆自上而下插入强力搅拌仓4中，所述强力搅拌仓4下部通过第三输送管道12与所述土样收集仓3导通，第三输送管道12上设置有第三流量控制阀门14。

上述部件的具体连接如下：泥浆输送泵8、絮凝剂输送泵5分别垂直放入吹填土装样仓2和药剂配置仓1，并用铁丝进行固定，防止接通电源后震动倾倒移位；分别将第一输送管道6和第二输送管道9的各一端与泥浆输送泵8、絮凝剂输送泵5进行连接并固定接口，另一端分别接入强力搅拌仓4的泥浆注入口和絮凝药液注入口并固定连接处。最后将第三输送管道12一端与强力搅拌仓4的泥浆导出口相连，另一端则直接通入土样收集仓14。

为了实现自动化控制，所述絮凝剂输送泵5、泥浆输送泵8、第一流量控制阀门7、第二流量控制阀门10和第三流量控制阀门14均与PLC连接，PLC为普通可编程逻辑控制器，也可以为通常使用的计算机，也可以是，PLC根据预设程序向所述絮凝剂输送泵5、泥浆输送泵8和第一流量控制阀门7、第二流量控制阀门10和第三流量控制阀门14发出指令，设定所述絮凝剂输送泵5和泥浆输送泵8的单位时间输送量，设定第一流量控制阀门7、第二流量控制阀门10和第三流量控制阀门14的流量。使用者可以根据模型需要在PLC操作界面上对上述絮凝剂输送泵5、泥浆输送泵8和第一流量控制阀门7、第二流量控制阀门10和第三流量控制阀门14做出设定，然后由模型试验装置自动控制整个试验过程。

本发明还提供了吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验，包括以下步骤：A、将事先准备好的泥浆土样加入到吹填土装样仓2里，所用泥浆可以从吹填施工现场的管口取回，也可以自行加水配置；B、将某一种或几种絮凝剂与一定体积的水加入到药剂配置仓1进行溶解搅拌，形成絮凝药液2，絮凝剂的投加量可以按泥浆干固体质量的不同百分比进行确定；C、打开第一流量控制阀门7、第二流量控制阀门10和第三流量控制阀门14，接通泥浆输送泵8、絮凝剂输送泵5和电动搅拌器11的电源，整套装置开始工作促使泥浆和絮凝药液在强力搅拌仓4充分混合后形成絮凝土样，最终经导出口一起吹入土样收集仓3。