[发明专利]一种土工管袋水下填充并上覆荷载的脱水试验装置

说明书

本发明提供了一种土工管袋水下填充并上覆荷载的脱水试验装置，包括模型试验箱、以及进行模拟实验的土工管袋，并以此配备数据采集模块，所述模型试验箱内部形成供所述土工管袋放置的试验区；所述土工管袋内部连接设置灌浆装置，所述土工管袋位于所述试验区的底部，模拟底层土工管袋；所述试验区在充水条件下模拟所述土工管袋所在的水环境。本发明实时采集土工管袋脱水过程中高度变化情况，并基于土工管袋高度数据，定性转化为土工管袋的排水量、排水速率数据，最终总结得到土工管袋在水环境及上覆荷载条件下的脱水及受力特性，能够对工程设计提供直观依据，从而得到实际工程中的预先尺度把握，确保土工管袋水下填充的安全性。

技术领域

本发明涉及土工织物材料性能测试技术领域，具体涉及一种土工管袋水下填充并上覆荷载的脱水试验装置。

背景技术

土工管袋是以高强纺织型土工织物缝制成的管袋制品，袋内充灌泥沙或淤泥形成大型管体，可作为堤坝填筑、河流护岸、海塘护脚、崩岩抢护、抗洪抢险等工程的构件，具有就地取材、施工速度快、结构简单、整体性好、经济效益显著、对环境影响小等优点，应用非常广泛。

其中，当土工管袋用于江边围堰填筑时，由于潮水因具有涨落间隔短、水位变化大等特点，底层土工管袋常需要在水下进行施工，并在填筑完毕后立即进行上层土工管袋的填筑。上述管袋填筑步骤在工程中应用广泛，但与常规的土工管袋脱水过程不同的是，土工管袋在水环境下脱水时，将受到水压力作用，管袋内泥浆排水变得更为困难，导致内部土体强度低，在潮水冲击下失稳的风险提高。此外在当下层管袋填筑完毕，上层管袋的填筑将对下层管袋形成超压并加速排水，此过程中下层管袋的脱水特性具体如何仍然未知，而现有填筑过程根据施工人员的经验判定下层管袋的脱水程度，具有一定的风险性，但对用做承压的管袋来说，其水下环境施工时脱水特性对整体围堰施工的安全性来说尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种模拟土工管袋在水环境下和随后上覆荷载下的脱水过程的脱水试验装置，能够对工程设计提供直观依据。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种土工管袋水下填充并上覆荷载的脱水试验装置，包括模型试验箱、以及进行模拟实验的土工管袋，并以此配备数据采集模块，所述模型试验箱内部形成供所述土工管袋放置的试验区；所述土工管袋连接设置灌浆装置，所述土工管袋位于所述试验区的底部，模拟底层土工管袋；所述试验区在充水条件下模拟所述土工管袋所在的水环境，以此通过所述数据采集模块对所述土工管袋在水下填充工况下的脱水特性监测；所述试验区上方可拆卸连接设置伺服加载系统，所述伺服加载系统在其下方伸缩连接设置加载板，所述伺服加载系统和所述加载板模拟所述土工管袋上方的土工管袋荷载，并通过所述伺服加载系统施压模拟所述土工管袋上方的土工管袋荷载在往内部填充过程中对所述土工管袋的荷载变化，经由所述数据采集模块对所述土工管袋在上覆荷载工况下的脱水特性监测。

进一步地：所述模型试验箱侧壁设置第一排水阀门。

进一步地：所述伺服加载系统包括电液伺服作动器，以此模拟所述土工管袋上方的土工管袋的填充过程；所述电液伺服作动器的两侧设置连接梁，所述连接梁端部与所述模型试验箱内壁之间配合设置的第一固定孔。

进一步地：所述试验区下方形成供所述土工管袋内部填充并可使其充分扩展的区域。

进一步地：所述数据采集模块包括配备在所述伺服加载系统内可监测所述土工管袋高度变化的压力传感器与位移传感器。

进一步地：所述模型试验箱还可对所述土工管袋进行无水环境下的脱水检测；所述模型试验箱底部设置有支脚，形成放置区域；并以此在所述模型试验箱底部设置第二排水阀门，同时在所述放置区域内放置与所述第二排水阀门的出口处相连通的集水检测装置。

进一步地：所述集水检测装置包括电子秤、以及放置在所述电子秤上的集水箱。