The invention discloses a surrounding rock characteristic simulation device for simulating the real working condition test bench of TBM construction operation, including the bottom shield, top shield, two side shields, and the head frame fixed on the bottom shield. The side shield includes the shield base and the shield top plate. The shield base is provided with a number of ladder holes, in which the disc spring guide rod is set up. The spring guide rod is fitted with a disc spring and a support tube in turn. The roof of the shield is provided with a number of staircase holes in the position of the support cylinder, one side of the supporting barrel is in contact with the disc spring, the other side of the support barrel contacts the ladder surface where the staircase hole is located; the shield top plate and the shield base have a connection bolt; the shield base and the shield top plate are set. The distance between the two bolts is defined by connecting bolts to prevent the shield roof from detached from the supporting cylinder. The invention can meet the requirements of different size stiffness values in the experiment under the action of the shield oil cylinder and disc spring, and can simulate the interaction between the physical characteristics of different surrounding rock and shield shield under the working condition of the TBM driving operation.
【技术实现步骤摘要】
模拟TBM施工作业真实工况实验台的围岩特性模拟装置
本专利技术涉及全断面硬岩掘进机(TunnelBoringMachine,简称TBM)
,具体涉及一种模拟TBM施工作业真实工况的实验台的围岩特性模拟装置。
技术介绍
TBM机构具有欠约束的特性,须借助围岩约束来实现掘进作业。TBM在施工作业中,地质环境复杂且承受强冲击载荷,会产生关键构件损伤失效、掘进轨迹受围岩物理性能变化的影响而出现偏离预定轨迹的情况。为应对TBM在复杂工况下掘进出现的上述问题,就需要搭建一种能模拟TBM施工作业真实工况的实验装置,尤其是设计模拟不同围岩物理特性对TBM的约束作用的围岩约束模拟装置,并基于此实验装置研究不同的围岩物理特性对TBM掘进轨迹的影响及TBM支撑推进换步机构在掘进过程中关键构件受力的变化规律,进而为设计精准、高效及高刚度的TBM支撑推进换步机构及控制提供依据。现有的模拟TBM施工作业真实工况实验台的围岩特性模拟装置中,采用在护盾油缸有杆腔设置截锥螺旋弹簧的方法,模拟围岩物理特性的变化(一种模拟TBM施工作业真实工况的实验台申请号:201510198292.9)。采用这种方法模拟围岩物理特性的效果并不理想,虽然可以实现物理围岩变刚度特性模拟,但是刚度值与需要达到的刚度相差很大,并不能有效模拟围岩物理特性。并且在模拟不同围岩物理特性时,需要拆开护盾油缸更换截锥螺旋弹簧,工作量很大。为了解决上述问题需要对此装置进行改进,达到理想的围岩物理特性模拟效果,并可以方便的实现不同围岩物理特性的模拟。
技术实现思路
针对现有技术,本专利技术提出的一种用于模拟TBM施工作业真实工 ...
【技术保护点】
一种模拟TBM施工作业真实工况实验台的围岩特性模拟装置,包括底护盾(1)、顶护盾(5)和两个侧护盾(4),所述底护盾(1)上设有机头架(2),所述机头架(2)上设有分别与所述顶护盾(5)和两个侧护盾(4)相连的护盾油缸(3),其特征在于:所述侧护盾(4)包括护盾基座(41)和护盾顶板(43),所述护盾基座(41)上设有若干个通孔,所述通孔为第一阶梯孔(61),每个第一阶梯孔(61)内均设有碟簧导杆(42),所述碟簧导杆(42)上均依次套装有碟簧(45)和支撑筒(46),所述护盾顶板(43)上设有若干个与支撑筒(46)位置对中的第二阶梯孔(62),所述支撑筒(46)的一侧与所述碟簧(45)接触,所述支撑筒(46)的另一侧与第二阶梯孔(62)的阶梯面接触;所述护盾顶板(43)与所述护盾基座(41)之间设有连接螺栓(44);所述护盾基座(41)与所述护盾顶板(43)通过所述连接螺栓(44)限定两者之间的间距,用以防止所述护盾顶板(43)脱离所述支撑筒(42)。
【技术特征摘要】
1.一种模拟TBM施工作业真实工况实验台的围岩特性模拟装置,包括底护盾(1)、顶护盾(5)和两个侧护盾(4),所述底护盾(1)上设有机头架(2),所述机头架(2)上设有分别与所述顶护盾(5)和两个侧护盾(4)相连的护盾油缸(3),其特征在于:所述侧护盾(4)包括护盾基座(41)和护盾顶板(43),所述护盾基座(41)上设有若干个通孔,所述通孔为第一阶梯孔(61),每个第一阶梯孔(61)内均设有碟簧导杆(42),所述碟簧导杆(42)上均依次套装有碟簧(45)和支撑筒(46),所述护盾顶板(43)上设有若干个与支撑筒(46)位置对中的第二阶梯孔(62)...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨玉虎,王少凯,沈兆光,肖聚亮,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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