CN112691418A - 一种泥浆压滤脱水试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种泥浆压滤脱水试验装置及试验方法。其技术方案为：一种泥浆压滤脱水试验装置，包括相互独立的加压组件和压滤组件，加压组件包括万能试验机加载装置，万能试验机加载装置包括加压轴和底座；压滤组件包括浆液承装柱，浆液承装柱内部设置贯穿的圆柱空腔，圆柱空腔内有可沿轴向运动的移动轴承，浆液承装柱底部连接压滤底座，浆液承装柱和压滤底座之间设置土工布；压滤底座放置在底座上，压滤底座设置排水结构。相互独立的加压组件和压滤组件，可以单独对压滤组件进行泥浆样品注入，并且可以反向装样，避免了泥浆样品和加载介质之间存在空气的现象；万能试验机能够精确控制加压的压力值和加压速率，不会出现气压过高时泥浆劈裂的现象。

Description

一种泥浆压滤脱水试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及压滤试验装置技术领域，具体涉及一种泥浆压滤脱水试验装置及试验方法。

背景技术

在钻孔灌注桩、地下连续墙、顶管、泥水盾构等常规岩土工程中，泥浆以其优良的护壁、携渣等作用和廉价、易获取等优势而被广泛使用。然而，施工过程中不可避免的会产生大量废弃泥浆，这些废弃泥浆含水率高、细颗粒含量高，很难处置或处理，处理不当还易造成二次污染，因此必须对其进行脱水减量。目前，先使用絮凝剂对其进行初步脱水，而后采用机械脱水的方式对其进行处理的方式被广泛使用。机械脱水的本质就是通过外力，强行将孔隙水从泥浆中的排水通道中挤出，并通过土工布等过滤介质排出。因此，压滤压力、压滤时间等参数对机械脱水效率十分重要，必须通过试验来确定。但是现有的压滤试验装置有以下几个问题：1、结构复杂，不易拆装，不适合在施工现场使用。2、压滤试验装置的压力调节的精度不够，无法得到准确的数值。3、现有的压滤试验装置通常在注入泥浆样品后安装加载介质，造成加载介质和泥浆样品之间存在一定的空气，影响试验结果的准确性。4、一些压滤试验装置采用气压加压方式，无法控制加压速率，气压过大时容易劈裂泥浆，导致试验失败，另一方面，高气压试验十分危险，对操作人员的防护要求较高。

发明内容

针对上述现有压滤试验装置存在的问题，本发明提供一种结构简单，采用机械加压，泥浆和加载介质之间没有空气的泥浆压滤脱水试验装置及试验方法。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种泥浆压滤脱水试验装置，包括相互独立的加压组件和压滤组件，加压组件包括万能试验机加载装置，万能试验机加载装置包括加压轴和底座；压滤组件包括浆液承装柱，浆液承装柱内部设置贯穿的圆柱空腔，圆柱空腔内有可沿轴向运动的移动轴承，浆液承装柱底部连接压滤底座，浆液承装柱和压滤底座之间设置土工布；压滤底座放置在底座上，压滤底座设置排水结构。本发明设计有相互独立的加压组件和压滤组件，可以单独对压滤组件进行泥浆样品注入，并且可以反向装样，将移动轴承作为底面，圆柱空腔作为侧壁，泥浆样品注入时将空气挤出，避免了泥浆样品和加载介质之间存在空气的现象；结构简单，在施工现场也能方便使用；采用万能试验机控制加压速率，避免出现泥浆劈裂的现象，更安全可靠，同时可以精确调节加载的压力；土工布可以对泥浆进行过滤，防止泥浆样品进入排水孔，造成堵塞。

优选地，浆液承装柱为倒T形。倒T形设计可以增大与压滤底座的接触面积，减小压滤底座承受的应力；并且可以设置螺栓孔，用于连接压滤底座和浆液承装柱。

优选地，浆液承装柱和所述压滤底座通过螺栓连接。提高压滤底座和浆液承装柱之间的密封性。

优选地，移动轴承外部标注有刻度。通过读取刻度了解浆液承装柱内圆柱空腔的容积变化进而判断泥浆样品的体积变化。

优选地，压滤底座设置有排水孔，所述排水孔连接排水管道。用于排出泥浆样品压滤过程中产生的水分。

优选地，排水管道设置阀门。通过开闭阀门控制排水管道的开闭和排水时间。

优选地，移动轴承和所述圆柱空腔适配。提高移动轴承和浆液承装柱之间的密封性，防止压滤过程中产生的滤水进入移动轴承和浆液承装柱之间空隙中。

一种泥浆压滤脱水试验装置的试验方法，包括以下步骤：

S1:将浆液承装柱旋转180度，向浆液承装柱的圆柱空腔内缓缓加入泥浆样品，然后盖上土工布，并通过螺栓连接压滤底座；

S2：将浆液承装柱摆正后放到底座上，启动万能试验机加载装置，调节压力，打开排水管道的阀门，进行加压试验；

S3：控制压滤时间，收集并记录排水量，观察并记录移动轴承的刻度变化；

S4：改变加压的压力值，重复上述试验，记录多组数据并比对出相同时间内，到达极限脱水量的最小压力值。

本发明的有益效果在于，使用者可以通过本发明测定施工现场的泥浆在多少压力值下压滤效果最好。首先本发明中的加压组件和压滤组件相互独立，使结构更加简答，便于移动搬运，更适合在现场使用；其次，操作人员可以单独对压滤组件进行注入泥浆样品，避免泥浆样品和加载介质之间存在空气；使用万能试验机能够精确控制压力值和加压速率，避免了气压加压时可能出现的劈裂泥浆、防护要求高的问题；并设置有排水结构、移动轴承标注有刻度，方便记录压滤过程中的排水量和浆液承装柱内的容积变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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是本发明具体实施方式的结构示意图。

图中：1、浆液承装柱，2、螺栓，3、压滤底座，4、万能试验机加载装置，5、加压轴，6、移动轴承，7、圆柱空腔，8、阀门，9、排水管道，10、底座，11、排水孔，12、土工布。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图1所示，一种泥浆压滤脱水试验装置，包括万能试验机加载装置4，万能试验机加载装置4底部设置有底座10，底座10上放置压滤底座3，压滤底座3的中心设置排水孔11，排水孔11连接侧面的排水管道9，排水管道9设置有阀门8，压滤底座3顶部通过螺栓2连接浆液承装柱1，浆液承装柱1和压滤底座3之间设置有土工布12，浆液承装柱1为倒T形，浆液承装柱1的中心设置贯穿的圆柱空腔7，圆柱空腔7内有与之适配的移动轴承6，移动轴承6可以沿着轴向方向在圆柱空腔7内移动，移动轴承6上标注有刻度，万能试验机加载装置4还设置加压轴5，加压轴5位于底座10的正上方。采用万能试验机加载装置4作为加压组件，可以精确调节加载的压力值和加压速率，避免了气压加压中可能出现的劈裂泥浆，防护要求高的问题；万能试验机加载装置4和压滤组件相互独立，使操作人员可以单独对压滤组件进行反向注入泥浆样品，避免了泥浆样品和加载介质之间存在空气的问题；排水孔11和排水管道9用于排除泥浆样品中压滤的滤水，阀门8可以控制排水的开闭和时间，压滤底座3和浆液承装柱1之间采用螺栓2连接可以保证密封性，土工布12可以对泥浆样品进行过滤，防止泥浆进入排水孔11造成堵塞，浆液承装柱1采用倒T形结构可以增大与压滤底座3的接触面积，减小压滤底座3承受的应力；移动轴承6上标有刻度可以了解浆液承装柱1内部的容积变化从而得到泥浆样品的体积，移动轴承6与圆柱空腔7适配可以增强密封性，防止滤水进入移动轴承6和浆液承装柱1之间的空隙中。

一种泥浆压滤脱水试验装置的试验方法，包括以下步骤：

S1:将浆液承装柱1旋转180度，向浆液承装柱1的圆柱空腔7内缓缓加入泥浆样品，然后盖上土工布12，并通过螺栓2连接压滤底座3；

S2：将浆液承装柱1摆正后放到底座10上，启动万能试验机加载装置4，调节压力，打开排水管道9的阀门8，进行加压试验；

S3：控制压滤时间，收集并记录排水量，观察并记录移动轴承6的刻度变化；

S4：改变加压的压力值，重复上述试验，记录多组数据并比对出相同时间内，到达极限脱水量的最小压力值。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，包括相互独立的加压组件和压滤组件，所述加压组件包括万能试验机加载装置(4)，所述万能试验机加载装置(4)包括加压轴(5)和底座(10)；所述压滤组件包括浆液承装柱(1)，所述浆液承装柱(9)内部设置贯穿的圆柱空腔(7)，所述圆柱空腔(7)内有可沿轴向运动的移动轴承(6)，所述浆液承装柱(1)底部连接压滤底座(3)，所述浆液承装柱(1)和所述压滤底座(3)之间设置土工布(12)；所述压滤底座(3)放置在所述底座(10)上，所述压滤底座(3)设置排水结构。

2.如权利要求1所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述浆液承装柱(1)为倒T形。

3.如权利要求1或2所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述浆液承装柱(1)和所述压滤底座(3)通过螺栓(2)连接。

4.如权利要求1或2所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述移动轴承(6)上标注有刻度。

5.如权利要求3所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述移动轴承(6)上标注有刻度。

6.如权利要求1或2或5所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述移动轴承(6)和所述圆柱空腔(7)适配。

7.如权利要求3所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述移动轴承(6)和所述圆柱空腔(7)适配。

8.如权利要求4所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述移动轴承(6)和所述圆柱空腔(7)适配。

9.如权利要求1、2、5、7、8任一所述泥浆压滤脱水试验装置，其特征在于，所述排水结构包括所述压滤底座(3)设置的排水孔(11)，所述排水孔(11)连接排水管道(9)，述排水管道(9)设置阀门(8)。

10.一种泥浆压滤脱水试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:将浆液承装柱(1)旋转180度，向所述浆液承装柱(1)的圆柱空腔(7)内缓缓加入泥浆样品，然后盖上土工布(12)，并通过螺栓(2)连接压滤底座(3)；

S2：将所述浆液承装柱(1)摆正后放到底座(10)上，启动万能试验机加载装置(4)，调节压力，打开排水管道(9)的阀门(8)，进行加压试验；

S3：控制压滤时间，收集并记录排水量，观察并记录移动移动轴承(6)的刻度变化；

S4：改变加压的压力值，重复上述试验，记录多组数据并比对出相同时间内，到达极限脱水量的最小压力值。

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