CN109752253A - 模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置及实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置及实验方法，包括围压室，底板，设置在底板中心的注浆管，注浆管底帽，设置在注浆管底端的油缸，用来模拟盾壳的端管，设置在端管和注浆管顶端之间的连接件，设置在注浆管和端管内部的A、B高压软管，包裹在试样外侧的橡胶套，放置在试样顶部的顶板，设置在顶板上部施加轴压的轴压杆，用来连接压力室和底板的螺栓，设置在压力室顶部的压力表和排气孔，设置在底板上的注水孔，设备台架。本发明可以实现高水压条件下泥水盾构掘进过程中动态劈裂过程的模拟，对浆液进行着色便于观察裂缝的产生，注浆速度、泥浆压力和注浆管抽出速度可以通过流量计、液压传感器和位移传感器准确测量出来。
Description
技术领域
本发明涉及隧道修建技术领域，尤其涉及一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置及实验方法。
背景技术
随着隧道修建技术的不断进步与发展，盾构法以其开挖速度快、机械化程度高、对周围环境扰动小、适用范围广等优点广泛应用于各种隧道的建设。尤其是泥水平衡盾构，在穿河跨海隧道的修建过程中基本均得以应用。泥水平衡盾构最大的特点就是采用带压泥水维持开挖面稳定的同时，通过泥水循环运出渣土，而泥水压力的设定是施工中的一个难题。泥水压力过小，会导致开挖面发生坍塌破坏、泥水压力过大，会导致开挖面发生劈裂，如果裂缝贯穿至江底引发江水倒灌等事故。因此，研发一种研究裂缝贯穿与泥水压力之间的关系的装置与方法对防止劈裂的发生具有重要意义。
目前，对泥水盾构中泥水劈裂的研究相对较少，主要有：袁大军2010采用自己的现场劈裂仪在地表对深孔注浆，直至地表冒浆，试验过程中记录了泥浆压力、泥浆量等数据，总结出劈裂发生、伸展与泥浆压力之间的关系、宋为2013年对常规应变式三轴仪进行改造，研究中孔圆柱试样在不同条件下的劈裂压力，总结出劈裂发生压力与各因素之间的关系。
实际工程中泥水劈裂的发生是一个动态过程，裂缝的启裂位置为刀盘与盾壳之间的开缝处，初始时为微裂缝，之后逐步向上伸展，在伸展至江底之前，随着盾构机的推进盾壳会堵住裂缝的开口，此时裂缝将停止伸展，而在新的开缝位置开始产生微裂缝，如此循环下去，当泥水仓压力过大或盾构推进速度过慢时，微裂缝会贯通至江底形成贯通缝，如图4所示。
目前，现有技术主要针对劈裂发生压力和单一裂缝的伸展，对裂缝持续产生的动态过程基本没有研究。
发明内容
本发明的实施例提供了一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置及实验方法，以克服现有技术的问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置，包括：水平放置的底板(6)，在底板(6)上设置压力室(2)，压力室(2)的内部放置试样(4)，在底板(6)的中孔中垂直放置注浆管(22)，所述注浆管(22)从所述试样(4)的内孔中上下贯穿，在注浆管(22)的下部侧壁留有注浆口(31)，底端设置有底帽(8)；
用来模拟盾壳的端管(15)通过连接件(16)与注浆管(22)的顶端连接，在注浆管(22)和端管(15)的内部设置液高压软管，在试样(4)的顶部设置盖板(12)，在盖板(12)的上部设置施加轴压的轴压杆(10)，在底板(6)上设置注水孔(5)；
从底板(6)上的进水孔(5)往压力室(2)内注水，直至加到指定围压，通过底帽(8)的液体注入口向注浆管(22)的注浆口(31)内注入上色泥浆，注浆管(22)向下运动，连接件(16)牵引着端管(15)同步向下运动，注浆管(22)内的泥浆在开缝处作用在试样(4)上。
进一步地，所述装置还包括设置在注浆管(22)底部两侧的两个油缸(7)，两个油缸(7)为液压伸缩式油缸，对称布置在注浆管(22)的两侧，两个油缸(7)同步伸缩，以使得注浆管(22)沿竖向运动不会倾斜。
进一步地，所述端管(15)的直径与所述注浆管(22)的直径一致，所述端管(15)的开口端的内壁设置突出(23)，所述端管(15)的封堵端设置A、B液出口。
进一步地，所述压力室(2)的侧壁为透明有机玻璃材料，所述压力室(2)的上盖板与底部法兰为金属材质，压力室(2)的侧壁、上盖板与底部法兰通过螺杆(14)固定成一个整体。
进一步地，在注浆管(22)和端管(15)的内部设置液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)，所述液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)的一端分别连接在底帽(8)上的A、B液注入口，另一端分别连接在端管(15)的A、B液出口，A、B液出口流出的液体在端管(15)后形成的空腔(13)内混合并凝固。
进一步地，在所述底板(6)的上部中心处设有试样台座，试样台座外径与试样(4)外径一致，试样台座中心设有圆孔，该圆孔内径与注浆管(22)的外径一致，圆孔内壁设有开槽放置密封圈(19)，注浆管(22)沿圆孔内壁上下运动，用来模拟盾构的推进。
进一步地，在试样(4)的顶部设置盖板(12)，所述盖板(12)为圆板状，所述盖板(12)的外径与试样(4)外径一致，盖板(12)的上部预留凹槽与轴压杆10接触。
进一步地，在试样(4)外侧包裹橡胶套(3)，所述橡胶套(3)呈两端开口的圆筒状，材质透明，橡胶套(3)的内径与试样4外径一致，橡胶套(3)的上端箍套在盖板(12)的外缘，下端箍套在台座外缘。
根据本发明的另一个方面，提供了一种所述的模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置的实验方法，包括：
(1)将注浆管(22)插入底板(6)的中孔，注浆管(22)的上端伸出试验台座一个试样的高度，将液高压软管-A(20)接在注浆管的底帽(8)上的A液注入口上，将液高压软管-B(21)接在注浆管底帽(8)的B液注入口上，将液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)通过注浆管(22)内穿出，将液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)的另一端接到端管(15)的A、B液出口上，将连接件(16)一端固定在注浆管(22)的上端内壁中，另一端伸入端管(15)中，将端管沿竖直轴线旋转30度；
(2)将制备好的带有中孔的试样(4)放置在底板台座上，注浆管(22)伸进试样(4)的中孔，将圆形盖板(12)放到试样(4)上方，将橡皮套(3)套在试样(4)的外部，橡皮套(3)上下端用喉箍分别箍在盖板(12)和台座边缘；
(3)将压力室(2)放置在底板(6)上，轴压杆(10)与盖板(12)凹槽对齐，之后通过螺栓(7)将压力室(2)与底板(6)固定并压紧；
(4)打开压力室(2)顶部的出气孔(9)，从底板进水孔(5)往压力室(2)内注水，压力室水满后关闭出气孔(9)，继续注水直至加到指定围压，压力室(2)顶部的压力表(11)显示压力室(2)的内部压力；
(5)通过注浆管(22)下部的注浆口(31)向注浆管(22)内注入上色泥浆，当泥浆压力与压力室(2)的水压压力相同时，通过油缸(7)控制注浆管(22)向下运动，连接件(16)牵引着端管(15)同步向下运动；
(6)在注浆管(22)向下运动时继续向注浆管(22)内注入泥浆，同时从底帽(8)的A、B液注入口注入A、B液，A、B液在端管(15)后形成的空腔(13)内混合并凝固，注浆管(22)内的泥浆在开缝(24)处作用在试样(4)上，随着泥浆压力增大开始产生微裂缝，端管(15)向下运动时，管壁将裂缝开口堵住，裂缝不再伸展；
(7)泥浆压力和注浆管(22)向下运动的速度通过仪表记录，泥浆压力代表泥水仓压力，注浆管(22)向下运动的运动速度代表盾构机掘进速度，通过多组试验对比得出裂缝贯通时两个速度之间的关系。
进一步地，所述的方法还包括：
初始时端管(15)与注浆管(22)上端接触，注浆管(22)向下运动时，注浆管(22)与端管(15)开始分离，逐渐产生开缝(24)，直至端管(15)内的连接件(16)滑动到开口端突出(23)位置时，连接件(16)牵引着端管(15)同步向下运动。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明可以实现高水压条件下泥水盾构掘进过程中动态劈裂过程的模拟，对浆液进行着色便于观察裂缝的产生，注浆速度、泥浆压力和注浆管抽出速度可以通过流量计、液压传感器和位移传感器准确测量出来，从而总结出裂缝动态发生过程中裂缝贯穿至江底与泥浆压力、盾构推进速度之间的关系。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂装置的结构示意图、
图2为本发明实施例提供的一种本发明注浆管与端管连接的结构示意图、
图3(a)、图3(b)为本发明端管与连接件的平面结构示意图及立面结构示意图、
图4为本发明实施例提供的一种泥水盾构施工劈裂过程的平面示意图、
图中主要附图标记含义如下：
1-压力室侧壁、2-压力室、3-橡胶套、4-试样、5-注水口、6-底板、7-油缸、8-注浆管底帽、9-排气孔、10-轴压杆、11-压力表、12-盖板、13-空腔、14-螺杆、15-端管、16-连接件、17-螺栓、18-台架、19-密封圈1、20-A液高压软管、21-B液高压软管、22-注浆管、23-端管突出、24-开缝、25-刀盘、26-贯通缝、27-微裂缝、28-盾壳、29-开缝、30-泥水仓、31-注浆口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明实施例提供的一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置的结构示意图、图2为本发明实施例提供的一种注浆管与端管连接的结构示意图、图3(a)、图3(b)为本发明实施例提供的一种端管与连接件的平面结构示意图及立面结构示意图。如图1、2和3所示：本发明实施例提供的实验室模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置包括水平放置的底板6，在底板6上设置压力室2，压力室2的内部放置试样4，在底板6的中孔中垂直放置注浆管22，所述注浆管22从所述试样4的内孔中上下贯穿，在注浆管22的底端设置有底帽8，设置在注浆管底部两侧的两个油缸7，在注浆管22的下部侧壁留有注浆口31。
上述装置还包括用来模拟盾壳的端管15，该端管15通过连接件16与注浆管顶端连接，设置在注浆管22和端管15内部的液高压软管-A20、液高压软管-B21，包裹在试样4外侧的橡胶套3，放置在试样4顶部的盖板12，设置在顶板上部施加轴压的轴压杆10，用来连接压力室2和底板6的螺栓17，设置在压力室2顶部的压力表11和排气孔9，设置在底板6上的注水孔5和设备台架18。
在本发明实施例中，压力室侧壁1为透明有机玻璃材料，便于观察裂缝贯穿的现象，上盖板与底部法兰为金属材质，压力室侧壁1、上盖板与底部法兰通过螺杆14固定成一个整体。
本发明实施例在所述设备的底板6上部中心处设有圆柱形试样台座，台座外径与试样4外径一致，台座中心设有圆孔，圆孔内径与注浆管22外径一致，圆孔内壁设有开槽放置密封圈19，注浆管22插入圆孔中挤压密封圈19，起到对注浆管22进行密封的效果。注浆管22可以沿圆孔内壁上下运动，用来模拟盾构的推进。注浆管22的外径与试样4中孔内径一致，上下开口，下端管壁设有注浆口。
本发明实施例中，注浆管的底帽8通过内丝拧在注浆管22底端，底帽8上设有A、B液注入口。
本发明实施例中，油缸7为液压伸缩式油缸，共2个，对称布置在注浆管22两侧，两个油缸同步伸缩，确保注浆管22沿竖向运动不会倾斜。
如图3(a)、图3(b)所示，本发明实施例中，端管15的直径与注浆管22的直径一致，用来模拟盾壳，端管15的开口端内壁设置突出23，该突出23防止连接件16脱离，突出23留有三个缺口以便连接件16伸入，端管15的封堵端设有A、B液出口。
本发明实施例中，连接件16一端固定在注浆管22的开口端内部，一端在端管15中滑动，初始时注浆管22上端和端管15紧贴，注浆管22开始向下运动时，连接件16在端管15内向下滑动，端管15不动，此时注浆管22和端管15分离产生开缝24，开缝24逐渐增大，直至连接件16滑到端管突出23位置时带动端管15同步运动。
本发明实施例中，所述液高压软管-A20、液高压软管-B21，一端连接在注浆管22底部的底帽8上的A、B液注入口，一端连接在端管15的A、B液出口，A、B液出口流出的液体在端管15后形成的空腔13内混合并凝固。
本发明实施例中，盖板12为圆板状，盖板12的外径与试样4外径一致，盖板12的上部预留凹槽与轴压杆10接触，确保轴压杆10的轴力垂直于盖板12。
本发明实施例中，橡胶套3呈两端开口的圆筒状，材质透明，橡胶套3的内径与试样4外径一致，橡胶套3放置在试样4外侧，橡胶套3的上端箍套在盖板12的外缘，下端箍套在台座外缘。
基于上述装置的试验方法，包括以下步骤：
(1)首先将注浆管22插入底板6中孔，注浆管22的上端伸出试验台座一个试样的高度，将液高压软管-A20接在注浆管底帽8上的A液注入口上，将液高压软管-B21接在注浆管底帽8的B液注入口上，A、B液是两种液体，混合后可以快速凝固，不同于上述上色泥浆。
将液高压软管-A20、液高压软管-B21通过注浆管22内穿出，并将底帽8拧在注浆管22的底端。将液高压软管-A20、液高压软管-B21的另一端接到端管15的A、B液出口上。将连接件16一端固定在注浆管22的上端内壁中，另一端伸入端管15中，旋转端管15确保连接件16不会滑出。
(2)将制备好的带有中孔的试样4放置在底板台座上，同时确保注浆管22伸进试样4的中孔，将圆形盖板12放到试样4上方，将橡皮套3套在试样4的外部，橡皮套3上下端用喉箍分别箍在盖板12和台座边缘。
(3)将压力室2罩在底板6上，确保轴压杆10与盖板12凹槽对齐，之后通过螺栓7将压力室2与底板6固定，并压紧。
(4)打开压力室2顶部的出气孔9，从底板进水孔5往压力室2内注水，压力室2内水满之后关闭出气孔9，继续注水，直至加到指定围压，压力室2顶部的压力表11可以显示压力室2的内部压力。
(5)通过注浆管22下端侧壁上的注浆口31向注浆管22内注入上色泥浆，泥浆压力可以通过泥浆泵显示出，当泥浆压力与压力室2的水压压力相同时，通过油缸7控制注浆管22匀速向下运动。初始时端管15与注浆管22上端紧密接触，注浆管22向下运动时，注浆管22与端管15开始分离，逐渐产生开缝24，直至端管15内的连接件16滑动到开口端突出23位置时，连接件16牵引着端管15同步向下运动。
(6)在注浆管22向下运动时继续向注浆管22内注入泥浆，同时从底帽8的A、B液注入口注入A、B液，A、B液在端管15后形成的空腔13内混合并凝固。注浆管22内的泥浆在开缝24处作用在试样4上，随着泥浆压力增大开始产生微裂缝，端管15向下运动时，管壁将裂缝开口堵住，裂缝不再伸展。如果泥浆压力增大过快，裂缝在被堵住前贯通至试样外壁发生劈裂。
(7)泥浆压力和注浆管22向下运动的速度可以通过仪表记录，泥浆压力代表泥水仓压力，注浆管22向下运动的速度代表盾构机掘进速度，通过多组试验对比可以得出裂缝贯通时两个速度之间的关系。
图4为本发明实施例提供的一种泥水盾构施工劈裂过程的平面示意图，如图4所示，实际工程中泥水劈裂的发生是一个动态过程，裂缝的启裂位置为刀盘25与盾壳28之间的开缝处，初始时为微裂缝27，之后逐步向上伸展，在伸展至江底之前，随着盾构机的推进，盾壳28会堵住裂缝的开口，此时裂缝将停止伸展，而在新的开缝位置开始产生微裂缝，如此循环下去，当泥水仓20压力过大或盾构推进速度过慢时，微裂缝27会贯通至江底形成贯通缝26。
综上所述，本发明可以实现高水压条件下泥水盾构掘进过程中动态劈裂过程的模拟，对浆液进行着色便于观察裂缝的产生，注浆速度、泥浆压力和注浆管抽出速度可以通过流量计、液压传感器和位移传感器准确测量出来，从而总结出裂缝动态发生过程中裂缝贯穿至江底与泥浆压力、盾构推进速度之间的关系。
本发明实施例提供的实验室模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置的试验方法操作简单，数据采集方便，不受场地限制。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置，其特征在于，包括：水平放置的底板(6)，在底板(6)上设置压力室(2)，压力室(2)的内部放置试样(4)，在底板(6)的中孔中垂直放置注浆管(22)，所述注浆管(22)从所述试样(4)的内孔中上下贯穿，在注浆管(22)的下部侧壁留有注浆口(31)，底端设置有底帽(8)；
用来模拟盾壳的端管(15)通过连接件(16)与注浆管(22)的顶端连接，在注浆管(22)和端管(15)的内部设置液高压软管，在试样(4)的顶部设置盖板(12)，在盖板(12)的上部设置施加轴压的轴压杆(10)，在底板(6)上设置注水孔(5)；
从底板(6)上的进水孔(5)往压力室(2)内注水，直至加到指定围压，通过底帽(8)的液体注入口向注浆管(22)的注浆口(31)内注入上色泥浆，注浆管(22)向下运动，连接件(16)牵引着端管(15)同步向下运动，注浆管(22)内的泥浆在开缝处作用在试样(4)上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在注浆管(22)底部两侧的两个油缸(7)，两个油缸(7)为液压伸缩式油缸，对称布置在注浆管(22)的两侧，两个油缸(7)同步伸缩，以使得注浆管(22)沿竖向运动不会倾斜。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端管(15)的直径与所述注浆管(22)的直径一致，所述端管(15)的开口端的内壁设置突出(23)，所述端管(15)的封堵端设置A、B液出口。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力室(2)的侧壁为透明有机玻璃材料，所述压力室(2)的上盖板与底部法兰为金属材质，压力室(2)的侧壁、上盖板与底部法兰通过螺杆(14)固定成一个整体。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在注浆管(22)和端管(15)的内部设置液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)，所述液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)的一端分别连接在底帽(8)上的A、B液注入口，另一端分别连接在端管(15)的A、B液出口，A、B液出口流出的液体在端管(15)后形成的空腔(13)内混合并凝固。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述底板(6)的上部中心处设有试样台座，试样台座外径与试样(4)外径一致，试样台座中心设有圆孔，该圆孔内径与注浆管(22)的外径一致，圆孔内壁设有开槽放置密封圈(19)，注浆管(22)沿圆孔内壁上下运动，用来模拟盾构的推进。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在试样(4)的顶部设置盖板(12)，所述盖板(12)为圆板状，所述盖板(12)的外径与试样(4)外径一致，盖板(12)的上部预留凹槽与轴压杆10接触。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在试样(4)外侧包裹橡胶套(3)，所述橡胶套(3)呈两端开口的圆筒状，材质透明，橡胶套(3)的内径与试样4外径一致，橡胶套(3)的上端箍套在盖板(12)的外缘，下端箍套在台座外缘。
9.一种权利要求1至8任一项所述的模拟泥水盾构掘进过程中地层劈裂的装置的实验方法，其特征在于，包括：
(1)将注浆管(22)插入底板(6)的中孔，注浆管(22)的上端伸出试验台座一个试样的高度，将液高压软管-A(20)接在注浆管的底帽(8)上的A液注入口上，将液高压软管-B(21)接在注浆管底帽(8)的B液注入口上，将液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)通过注浆管(22)内穿出，将液高压软管-A(20)、液高压软管-B(21)的另一端接到端管(15)的A、B液出口上，将连接件(16)一端固定在注浆管(22)的上端内壁中，另一端伸入端管(15)中，将端管沿竖直轴线旋转30度；
(2)将制备好的带有中孔的试样(4)放置在底板台座上，注浆管(22)伸进试样(4)的中孔，将圆形盖板(12)放到试样(4)上方，将橡皮套(3)套在试样(4)的外部，橡皮套(3)上下端用喉箍分别箍在盖板(12)和台座边缘；
(3)将压力室(2)放置在底板(6)上，轴压杆(10)与盖板(12)凹槽对齐，之后通过螺栓(7)将压力室(2)与底板(6)固定并压紧；
(4)打开压力室(2)顶部的出气孔(9)，从底板进水孔(5)往压力室(2)内注水，压力室水满后关闭出气孔(9)，继续注水直至加到指定围压，压力室(2)顶部的压力表(11)显示压力室(2)的内部压力；
(5)通过注浆管(22)下部的注浆口(31)向注浆管(22)内注入上色泥浆，当泥浆压力与压力室(2)的水压压力相同时，通过油缸(7)控制注浆管(22)向下运动，连接件(16)牵引着端管(15)同步向下运动；
(6)在注浆管(22)向下运动时继续向注浆管(22)内注入泥浆，同时从底帽(8)的A、B液注入口注入A、B液，A、B液在端管(15)后形成的空腔(13)内混合并凝固，注浆管(22)内的泥浆在开缝(24)处作用在试样(4)上，随着泥浆压力增大开始产生微裂缝，端管(15)向下运动时，管壁将裂缝开口堵住，裂缝不再伸展；
(7)泥浆压力和注浆管(22)向下运动的速度通过仪表记录，泥浆压力代表泥水仓压力，注浆管(22)向下运动的运动速度代表盾构机掘进速度，通过多组试验对比得出裂缝贯通时两个速度之间的关系。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
初始时端管(15)与注浆管(22)上端接触，注浆管(22)向下运动时，注浆管(22)与端管(15)开始分离，逐渐产生开缝(24)，直至端管(15)内的连接件(16)滑动到开口端突出(23)位置时，连接件(16)牵引着端管(15)同步向下运动。
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