一种泥浆减摩效果测试仪器及方法技术

本发明专利技术提供一种泥浆减摩效果测试仪器及方法，包括：模型管，模型管的两端为敞口结构；钢顶管，钢顶管套接于模型管内部，其两端分别伸出模型管的两端，并沿模型管的轴向滑动装配；钢盖板，两个钢盖板分别设置于模型管的两端，在钢盖板上设有对应钢顶管的穿孔，并与钢顶管滑动密封装配；顶进装置，顶进装置设置在钢顶管的一端，以沿钢顶管的轴向进行顶进；减阻泥浆，减阻泥浆填充于模型管和钢顶管之间的缝隙中；测力计，测力计设置于顶进装置上，以检测顶进过程中对钢顶管所施加的顶进力。通过钢顶管模拟箱涵施工的管幕顶管，通过顶进装置顶进模拟真实的管幕施工过程，利用测力计对施工过程中的受力进行检测，操作简单、直观准确、实用性强。用性强。用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种泥浆减摩效果测试仪器及方法


[0001]本专利技术属于混凝土材料
，具体涉及一种泥浆减摩效果测试仪器及方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市现代化建设步伐的不断加快，合理开发和利用地下空间成为一种不可避免的趋势。管幕箱涵顶进施工作为一种典非开挖施工技术，以其施工周期短、对周围环境影响小等特点，近年来在城市地下空间开发中被广泛应用。
[0003]管幕箱涵顶进过程中，大断面箱涵与土体之间的摩擦力较大，在顶进过程中要求提供比较大的推进力。箱涵顶进中的阻力一般由两部分组成：一部分是迎面阻力，由箱涵支撑掌子面的前方顶力组成；一部分是外壁与周围土体之间摩阻力，在箱涵顶进工程中，通常采用注浆技术来减小顶进时外壁承受的摩擦阻力。顶管及箱涵在土层中顶进时，由于土体的内摩擦角和粘聚力的存在，其自身具有一定的强度，因此所选开挖设备的外径通常比管道外径大几厘米，而泥浆能够使土体与管幕之间的空隙得到及时填充，形成的稳定泥浆套能保持隧道与管幕支撑、润滑、止水，控制隧道顶进引起的地表变形，同时有效减少顶进阻力。
[0004]膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有显著胀缩性且裂隙发育的地质体，在环境干湿交替作用下发生体积明显胀缩和强度急剧衰减。由于膨胀土具有特殊的强度特性和变形特性，在该地区开展的管幕箱涵顶进工作难免存在推顶困难的问题，需要研究减阻泥浆的减摩效果，以此来满足施工的技术要求。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种泥浆减摩效果测试仪器及方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种泥浆减摩效果测试仪器，包括：
[0009]模型管，所述模型管的两端为敞口结构；
[0010]钢顶管，所述钢顶管套接于所述模型管内部，其两端分别伸出所述模型管的两端，并沿所述模型管的轴向滑动装配；
[0011]钢盖板，两个所述钢盖板分别设置于所述模型管的两端，在所述钢盖板上设有对应所述钢顶管的穿孔，并与所述钢顶管滑动密封装配；
[0012]顶进装置，所述顶进装置设置在所述钢顶管的一端，以沿所述钢顶管的轴向进行顶进；
[0013]减阻泥浆，所述减阻泥浆填充于所述模型管和所述钢顶管之间的缝隙中；
[0014]测力计，所述测力计设置于所述顶进装置上，以检测顶进过程中对所述钢顶管所施加的顶进力。
[0015]优选地，在所述钢盖板上设有环形的密封板，所述密封板同心固定在所述钢盖板的外侧面上，所述密封板的內缘与所述钢顶管的外壁相互挤压。
[0016]优选地，所述密封板为橡皮板。
[0017]优选地，两个所述钢盖板之间通过多个约束杆进行连接，多个所述约束杆的两端分别穿过两个所述钢盖板后对应连接螺母；
[0018]多个所述约束杆在所述模型管的周向均布。
[0019]优选地，在所述模型管的上方设有注浆管，在所述模型管的下方设有排浆管，所述注浆管和所述排浆管上均设置有阀门。
[0020]优选地，所述注浆管上对应连接注浆泵，在所述注浆泵上设有压力表。
[0021]优选地，所述顶进装置为千斤顶，所述测力计设置在所述千斤顶的活塞端与钢顶管之间。
[0022]优选地，所述模型管水平布置，在所述模型管底部以可拆卸的方式连接有支架，在所述模型管的一端设有正对所述钢顶管的刚性支撑件，所述千斤顶对应设置在所述刚性支撑件上，所述千斤顶的活塞端沿所述钢顶管的轴线伸缩。
[0023]一种泥浆减摩效果测试方法，包括以下步骤：
[0024]步骤S1，将两个钢盖板固定在模型管的两端，将钢顶管穿过钢盖板中部的穿孔；
[0025]步骤S2，通过顶进装置沿钢顶管的轴向进行顶进，并通过测力计检测顶进过程中对所述钢顶管所施加的顶进力；
[0026]步骤S3，向钢顶管和模型管之间的缝隙注入减阻泥浆；
[0027]步骤S4，通过顶进装置沿钢顶管的轴向进行二次顶进，并通过测力计检测顶进过程中对所述钢顶管所施加的顶进力，在测力计检测值达到峰值时，继续顶进一定距离后卸载顶进装置；
[0028]步骤S5，对两次顶进过程中测力计的检测数据进行对比分析。
[0029]优选地，对钢顶管和模型管之间的缝隙注入不同压强的减阻泥浆，以分析不同压强下减阻泥浆的减摩效果。
[0030]有益效果：通过钢顶管模拟箱涵施工的管幕顶管，通过顶进装置顶进模拟真实的管幕施工过程，利用测力计对施工过程中的受力进行检测，操作简单、直观准确、实用性强。
附图说明
[0031]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：
[0032]图1为本专利技术提供具体实施例中测试仪器的侧视图；
[0033]图2为本专利技术提供具体实施例中的正视图；
[0034]图中：1、注浆管；2、橡皮板；3、钢盖板；4、排浆管；5、模型管；6、约束杆；7、钢顶管；8、千斤顶；9、测力计；10、支架；11、支架；12、刚性支撑件。
具体实施方式
[0035]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普
通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0037]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]如图1
‑
2所示，一种泥浆减摩效果测试仪器，包括：模型管5、钢顶管7、钢盖板3、顶进装置和测力计9，其中，模型管5的两端为敞口结构，钢顶管7套接于模型管5内部，钢顶管7长于模型管5，使其两端分别伸出模型管5的两端，钢顶管7可以沿模型管5的轴向滑动；钢盖板3有两个，两个钢盖板3分别设置于模型管5的两端，在钢盖板3上设有对应钢顶管7的穿孔，并与钢顶管7滑动密封装配；向模型管5和钢顶管7之间的缝隙中填充减阻泥浆，模拟真实施工过程中的减阻泥浆注入，顶进装置设置在钢顶管7的一端，能够沿钢顶管7的轴向对钢顶管7进行顶进；测力计9设置于顶进装置上，以检测顶进过程中对钢顶管7所施加的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥浆减摩效果测试仪器，其特征在于，包括：模型管，所述模型管的两端为敞口结构；钢顶管，所述钢顶管套接于所述模型管内部，其两端分别伸出所述模型管的两端，并沿所述模型管的轴向滑动装配；钢盖板，两个所述钢盖板分别设置于所述模型管的两端，在所述钢盖板上设有对应所述钢顶管的穿孔，并与所述钢顶管滑动密封装配；顶进装置，所述顶进装置设置在所述钢顶管的一端，以沿所述钢顶管的轴向进行顶进；减阻泥浆，所述减阻泥浆填充于所述模型管和所述钢顶管之间的缝隙中；测力计，所述测力计设置于所述顶进装置上，以检测顶进过程中对所述钢顶管所施加的顶进力。2.根据权利要求1所述的泥浆减摩效果测试仪器，其特征在于，在所述钢盖板上设有环形的密封板，所述密封板同心固定在所述钢盖板的外侧面上，所述密封板的內缘与所述钢顶管的外壁相互挤压。3.根据权利要求2所述的泥浆减摩效果测试仪器，其特征在于，所述密封板为橡皮板。4.根据权利要求1所述的泥浆减摩效果测试仪器，其特征在于，两个所述钢盖板之间通过多个约束杆进行连接，多个所述约束杆的两端分别穿过两个所述钢盖板后对应连接螺母；多个所述约束杆在所述模型管的周向均布。5.根据权利要求1所述的泥浆减摩效果测试仪器，其特征在于，在所述模型管的上方设有注浆管，在所述模型管的下方设有排浆管，所述注浆管和所述排浆管上均设置有阀门。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴其，戴中伟，严中，张坤勇，孙斌，张梦，袁齐虎，王叶斌，安刚建，袁正璞，王尹，王宏顺，
申请(专利权)人：河海大学中铁四局集团有限公司中铁四局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：