本實用新型涉及室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填裝置，具體涉及一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置。
背景技術(shù)：
吹填土是指由水力吹填設(shè)備將泥沙吹填筑起的沉積土，即通過泥砂泵將泥砂連同水一起泵送到堤防上，通過水的排出而固結(jié)形成的比較密實堤壩。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，水利建設(shè)的快速發(fā)展，為了解決堤防建設(shè)中土方需求量大、部分堤防沒有合適的料場以及減少對耕地的占用，堤防建設(shè)中吹填筑堤的施工規(guī)模逐漸擴大。
國內(nèi)對吹填試驗研究還停留在小型試驗上，如天津大學(xué)路明月等直接將配制的不同含水率的粘土漿液裝入土盒，研究吹填土的固結(jié)特性；北京交通大學(xué)劉瑩等利用量筒和沉降柱等小型試驗器具進行模擬吹填；吉林大學(xué)張中瓊等利用1m×1m×1m的容器模擬軟土的吹填過程等等；上述試驗直接將配制好的土體漿液裝入容器，未考慮實際吹填施工過程中壓力輸料管道出口高流速泥漿對吹填土體產(chǎn)生的持續(xù)沖擊、擠壓作用；盛裝土體漿液的試驗容器過小，無法真實模擬實際吹填施工過程中土體顆粒與水的自由遷移過程；而且，土料漿液一次性攪拌后直接注入試驗容器，缺少連續(xù)吹填的操作過程，與施工現(xiàn)場吹填的過程相差甚遠。上述原因?qū)е履壳按堤钤囼灢⒉荒茌^為真實的模擬現(xiàn)場吹填施工，試驗容器中土體顆粒組成、含水率及初始密度等與實際吹填土體并不相同。
而且，國內(nèi)目前模擬吹填以軟粘土為主，用砂土進行吹填筑堤的施工工藝研究相對較少。為了滿足室內(nèi)科研試驗以及根據(jù)研究成果指導(dǎo)砂土吹填現(xiàn)場施工的要求，需要在室內(nèi)對砂土吹填進行模擬。
綜上所述，提出一種室內(nèi)真實模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑的裝置，對于指導(dǎo)砂土吹填修筑堤防優(yōu)化設(shè)計，砂土現(xiàn)場吹填筑堤施工工藝研究與優(yōu)化，以及砂土吹填修筑堤防長期服役性能研究等方面具有現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型目的是實現(xiàn)在室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填，進而提供一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置。
本實用新型為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是：
1、一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，它包括泥漿存儲容器、攪拌機、上料機、排泥水泵、吹填圍堰、排水溝渠、污水沉淀池、蓄水池、第一上水泵、大型蓄水池、第二上水泵和氣泵，攪拌機安裝在泥漿存儲容器上，上料機靠近泥漿存儲容器設(shè)置，上料機的出口端設(shè)置在泥漿存儲容器上方，排泥水泵、第二上水泵和氣泵靠近泥漿存儲容器設(shè)置，排泥管的一端與泥漿存儲容器的側(cè)邊連通，排泥管的另一端設(shè)置在吹填圍堰的上方，氣泵的出氣端與泥漿存儲容器的底端連通，第二上水泵的出水端通過上水管與泥漿存儲容器的底端連通，第二上水泵的入水端與進水管的一端連通，進水管的另一端靠近大型蓄水池的底端設(shè)置在大型蓄水池內(nèi)，且排泥水泵安裝在排泥管上，排水溝渠緊靠吹填圍堰設(shè)置，污水沉淀池緊靠排水溝渠設(shè)置，蓄水池緊靠污水沉淀池設(shè)置，吹填圍堰的底端、排水溝渠的底端、污水沉淀池的池底和蓄水池的池底呈階梯狀依次降低，污水沉淀池至蓄水池設(shè)有流水管，第一上水泵靠近蓄水池設(shè)置，循環(huán)水管的一端靠近蓄水池的底端設(shè)置在蓄水池內(nèi)，循環(huán)水管的另一端設(shè)置在大型蓄水池內(nèi)，且第一上水泵設(shè)置在循環(huán)水管上。
本實用新型的有益效果是：
1、本實用新型提供了一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，實現(xiàn)了泥漿攪拌、泥漿壓力輸送、圍堰吹填、排水等操作工藝與現(xiàn)場吹填施工一致，為吹填土體相關(guān)的科學(xué)研究試驗及吹填工藝優(yōu)化提供最為基礎(chǔ)的室內(nèi)實驗基礎(chǔ)方法與條件。通過實用新型的裝置及吹填方法，可在實驗室通過模擬吹填獲取物理、力學(xué)性能與現(xiàn)場吹填筑堤土體相似的土體。通過室內(nèi)模擬吹填土體物理、力學(xué)性能與吹填工藝相關(guān)性的研究，可指導(dǎo)砂土現(xiàn)場吹填筑堤施工工藝的優(yōu)化，提升砂土吹填筑堤施工的經(jīng)濟性、安全性，確保砂土吹填修筑堤防的施工質(zhì)量。通過室內(nèi)模擬吹填土體物理、力學(xué)性能研究與分析，可指導(dǎo)砂土吹填修筑堤防長期服役性能的研究與預(yù)測，為砂土吹填修筑堤防工程的長期管養(yǎng)提供咨詢建議；同時，指導(dǎo)砂土吹填修筑堤防的優(yōu)化設(shè)計，提升砂土吹填修筑堤防工程設(shè)計的科學(xué)合理性和經(jīng)濟有效性。
附圖說明
圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，它包括泥漿存儲容器1、攪拌機2、上料機3、排泥水泵4、吹填圍堰5、排水溝渠7、污水沉淀池8、蓄水池9、第一上水泵10、大型蓄水池11、第二上水泵12和氣泵13，攪拌機2安裝在泥漿存儲容器1上，上料機3靠近泥漿存儲容器1設(shè)置，上料機3的出口端設(shè)置在泥漿存儲容器1上方，排泥水泵4、第二上水泵12和氣泵13靠近泥漿存儲容器1設(shè)置，排泥管的一端與泥漿存儲容器1的側(cè)邊連通，排泥管的另一端設(shè)置在吹填圍堰5的上方，氣泵13的出氣端與泥漿存儲容器1的底端連通，第二上水泵12的出水端通過上水管與泥漿存儲容器1的底端連通，第二上水泵12的入水端與進水管的一端連通，進水管的另一端靠近大型蓄水池11的底端設(shè)置在大型蓄水池11內(nèi)，且排泥水泵4安裝在排泥管上，排水溝渠7緊靠吹填圍堰5設(shè)置，污水沉淀池8緊靠排水溝渠7設(shè)置，蓄水池9緊靠污水沉淀池8設(shè)置，吹填圍堰5的底端、排水溝渠7的底端、污水沉淀池8的池底和蓄水池9的池底呈階梯狀依次降低，污水沉淀池8至蓄水池9設(shè)有流水管，第一上水泵10靠近蓄水池9設(shè)置，循環(huán)水管的一端靠近蓄水池9的底端設(shè)置在蓄水池9內(nèi)，循環(huán)水管的另一端設(shè)置在大型蓄水池11內(nèi)，且第一上水泵10設(shè)置在循環(huán)水管上。
本實施方式中第二上水泵12的出水端通過上水管與泥漿存儲容器1的底端連通，通過第二上水泵12對泥漿存儲容器1供水，保證水流對投入容器的砂土顆粒產(chǎn)生向上的沖力，使泥漿存儲容器1內(nèi)的水和吹填筑堤用的砂性土混合更充分。
本實施方式中排泥水泵4是由長沙中聯(lián)泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的流量為15m3/h的排泥水泵，本實施方式中第一上水泵10是由上海上泵集團有限公司生產(chǎn)的流量為15m3/h的上水泵，第二上水泵12是由上海上泵集團有限公司生產(chǎn)的流量為15m3/h的上水泵，氣泵13是由上海全風(fēng)實業(yè)有限公司生產(chǎn)的型號為YX-71D-3的氣泵，且風(fēng)量為5.5m3/min，上料機3是由山東曲阜匯眾機械有限公司生產(chǎn)的型號為TL型的上料機，且流量為50m3/h，攪拌機2是由常州市博能減速機械有限公司生產(chǎn)型號為BLD型立式攪拌機，且BLD型立式攪拌機轉(zhuǎn)速為40-136rpm。
具體實施方式二：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，大型蓄水池11的長為25m，大型蓄水池11的寬為10m，大型蓄水池11的池深為3.5m，泥漿存儲容器1的長為2m，泥漿存儲容器1的寬為2m，泥漿存儲容器1的高為2m，污水沉淀池8的長為2m，污水沉淀池8的寬為2m，污水沉淀池8的池深為4m，蓄水池9的長為2m，蓄水池9的寬為2m，蓄水池9的池深為4m，吹填圍堰5的長為10m，吹填圍堰5的寬為6m，吹填圍堰5的深度為1m。其他結(jié)構(gòu)與具體實施方式一相同。
具體實施方式三：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，吹填圍堰5是由自嵌式擋土砌塊砌筑而成的吹填圍堰。其他結(jié)構(gòu)與具體實施方式一相同。
具體實施方式四：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，吹填圍堰5內(nèi)壁設(shè)有土工布14。土工布14為了防止泥漿中細顆粒流出，同時確保砂土顆粒在圍堰中有效排水、沉積。其他結(jié)構(gòu)與具體實施方式一或三相同。
具體實施方式五：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，它還包括水準(zhǔn)儀6，水準(zhǔn)儀6設(shè)置在圍堰5旁的地面上。水準(zhǔn)儀6用于觀測吹填圍堰5內(nèi)的吹填土高程，以控制吹填砂土的厚度，其他結(jié)構(gòu)與具體實施方式一相同。
具體實施方式六：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種室內(nèi)模擬現(xiàn)場砂土吹填建筑裝置，位于排泥管上靠近排泥水泵4的入口端和出口端處分別安裝有閥門，氣泵13上的出氣端上安裝有閥門，靠近第二上水泵12的入水端和出水端分別安裝有一個閥門，第一上水泵10的入水端和出水端分別安裝有一個閥門。其他結(jié)構(gòu)與具體實施方式一相同。
工作原理
步驟一：注水：向大型蓄水池11內(nèi)注水；
步驟二：填料：將吹填筑堤用的砂性土裝入上料機3內(nèi)，通過上料機3向泥漿存儲容器1內(nèi)填入吹填筑堤用的砂性土，并同時通過第二上水泵12將大型蓄水池11內(nèi)的水通過泥漿存儲容器1的底部注水；
步驟三：啟動攪拌機2和氣泵13，步驟二中向泥漿存儲容器1注入水和填入吹填筑堤用的砂性土后啟動攪拌機2和氣泵13，通過啟動攪拌機2的槳葉對泥漿存儲容器1內(nèi)的水和吹填筑堤用的砂性土進行混合攪拌，通過氣泵13向泥漿存儲容器1底部吹入高壓氣體，通過攪拌機2槳葉的攪拌和氣泵13吹入高壓氣體的沖擊使水和吹填筑堤用的砂性土均勻混合；
步驟四：排泥漿：當(dāng)泥漿存儲容器1內(nèi)的混合泥漿達到5m3時通過排泥水泵4進行排除泥漿，將泥漿存儲容器1內(nèi)的泥漿吹填到吹填圍堰5內(nèi)；
步驟五：排污水：吹填圍堰5內(nèi)的污水經(jīng)過排水溝渠7之后排入污水沉淀池8內(nèi)，污水在污水沉淀池8內(nèi)沉淀，污水沉淀池8內(nèi)沉淀的上部清水通過污水沉淀池8和蓄水池9之間的流水管流入蓄水池9內(nèi)，通過第一上水泵10將蓄水池9中的水排入大型蓄水池11內(nèi)，使大型蓄水池11內(nèi)的水進行循環(huán)使用；
步驟六：控制吹填厚度：當(dāng)吹填圍堰5內(nèi)達到所需厚度后停止吹填，攪拌機2、上料機3、排泥水泵4、第一上水泵10、大型蓄水池11、第二上水泵12和氣泵13停止工作，吹填圍堰5內(nèi)土體開始自然排水，砂土表面無積水時完成吹填。步驟四中排泥漿時調(diào)整排泥管位置，平衡充填料分布，避免細砂顆粒沉積于某一部位，排泥漿過程中吹填圍堰內(nèi)及時清理泥沙裹帶的雜物以達到沉積均勻的目的。