一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台，包括机架，机架上设置有刀盘、模拟支护装置、模拟掘进装置、用于带动刀盘旋转的模拟旋转装置、推进导向机构、用于为刀盘提供推动力的一级推进装置以及用于采集应力应变数据的数据采集系统；刀盘连接在旋转轴的端部；模拟支护装置包括护盾，护盾位于刀盘的一侧，且通过轴承安装在旋转轴上；模拟掘进装置包括用于为刀盘提供推动力的二级推进油缸以及与二级推进油缸连接的撑靴系统。把发明专利技术实现了与真实TBM掘进工作模式相近的掘进工艺，可以采集TBM推力、扭矩、转速、掘进速度和掘进距离等掘进状态指标，可为TBM实际掘进性能和卡机状态的评估提供充分的科学依据。和卡机状态的评估提供充分的科学依据。和卡机状态的评估提供充分的科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台


[0001]本专利技术涉及隧道掘进工程
，具体涉及一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台。

技术介绍

[0002]随着我经济快速持续发展，出现了大量深埋隧道工程，涉及铁路、公路、引水、采矿、国防等各个领域，如大瑞铁路高黎贡山隧道、川藏铁路色季拉山隧道、引汉济渭供水隧洞等工程岩石硬度高达200MPa，隧道埋深最大超过2000m，工程技术难度世界罕见。随着埋深的增加，地应力也将逐步增加，开挖卸荷引发的动力灾害频发，造成大量的人员伤亡、机械损害、工期延误和重大经济损失，且动力灾害的危害性随着埋深和应力的增加而显著增大，锦屏隧洞岩爆造成7人死亡，上亿元的设备报废。
[0003]目前，国内外研究隧道动力灾害的方式主要有室内岩石力学实验，数值模拟实验等方法。岩石力学实验只是针对岩石本身的力学特性进行研究，不能真实有效的反应TBM掘进动态边界条件。数值模拟隧道可对TBM施工边界条件进行模拟，但是受分析方法和计算内核的准确性制约，分析结果的可靠性较低。因此针对深埋隧道施工有必要开展工程前TBM掘进物理实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）上设置有刀盘（2）、模拟支护装置、模拟掘进装置、用于带动刀盘（2）旋转的模拟旋转装置（6）、推进导向机构（7）、用于为刀盘（2）提供推动力的一级推进装置以及用于采集应力应变数据的数据采集系统；所述刀盘（2）连接在旋转轴（9）的端部；所述模拟支护装置包括护盾（3），所述护盾（3）位于所述刀盘（2）的一侧，且通过轴承安装在所述旋转轴（9）上；所述模拟掘进装置包括撑靴系统（5）以及用于带动撑靴系统（5）沿旋转轴（9）移动的二级推进油缸（4）。2.如权利要求1所述的一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台，其特征在于：所述撑靴系统（5）包括位于所述旋转轴（9）前后两侧的撑靴块（53）和撑靴板（52）以及位于旋转轴（9）上下两侧的两组撑靴油缸（51）；所述撑靴油缸（51）设置在所述撑靴块（53）上，所述撑靴板（52）设置在所述撑靴油缸（51）的活塞杆上；所述二级推进油缸（4）为空心油缸，其套装在所述旋转轴（9）上且与所述旋转轴（9）之间间隙配合；所述二级推进油缸（4）的活塞环与所述护盾（3）之间刚性连接，其缸体与所述撑靴块（53）之间连接。3.如权利要求2所述的一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台，其特征在于：所述数据采集系统包括多个电阻应变片、动态应变仪、数据采集仪以及上位机；所述电阻应变片安装在所述护盾（4）和所述撑靴板（52）的内表面；所述数据采集仪设置在所述电阻应变片的一侧，用于采集电阻应变片的阻值变化；所述动态应变仪与所述数据采集仪连接，并将阻值信号上传至上位机进行数据处理。4.如权利要求3所述的一种用于模拟隧道掘进机掘进状态的实验平台，其特征在于：所述模拟旋转装置（6）包括水平的移动板（14）、设置在移动板（14）下方的驱动电机（15）、中心轴与驱动电机（15）输出轴之间通过联轴器连接的小齿轮（18）、以及伺服驱动器、编码器；所述旋转轴（9）远离刀盘（2）的端部同轴连接有与小齿轮（18）啮合的大齿轮（17）；所述小齿轮（18）和所述大齿轮（17）外罩设有防护罩（16），所述防护罩（16）与所述移动板（14）之间连接；所述小齿轮（18）的中心轴以及所述大齿轮（17）的中心轴均与所述防护罩（16）之间转动连接；所述伺服驱动器的输入端连接上位机，所述伺服驱动器的输出端连接驱动电机（15）；所述驱动电机（15）的输出端连接编...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟锋，李凤远，曾垂刚，周建军，任颖莹，郭璐，王雅文，陈瑞祥，高会中，王凯，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：