研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备及研究方法技术

本发明专利技术公开了一种研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备及研究方法，该设备包括：试样腔、压力系统和电渗扭矩系统；压力系统包括覆土压力单元和轴向压力单元，覆土压力单元包括压力板，轴向压力单元包括轴向压力加载器；电渗扭矩系统包括扭转电机、刀盘、加载杆、碳填料、绝缘填料和扭矩传感器；刀盘上开设有填料孔，碳填料和绝缘填料均设置于填料孔中，绝缘填料位于碳填料和填料孔内壁之间。该设备可实现在旋转切削土体的同时通过电渗扭矩系统对土体进行电渗，对不同稠度粘性土进行电渗处理，改变粘滞强度，获得不同稠度土与刀盘之间的作用关系，以供研究土体在电渗作用下对金属刀盘的黏附影响。刀盘的黏附影响。刀盘的黏附影响。

Simulation shield tunneling test equipment and research method for studying electroosmosis viscosity reduction

【技术实现步骤摘要】
研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备及研究方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体涉及研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备及研究方法。

技术介绍

[0002]盾构法施工过程中，当盾构机在黏性土层中开挖推进时，容易出现土体黏附在刀盘上，形成泥饼，降低掘进效率，甚至导致刀盘堵塞卡死。电渗减黏、脱土可有效降低土壤和金属界面的黏附，目前常用的电渗减黏、脱土设备均基于“拉拔式”或“滑动式”，与实际盾构作业时刀盘旋转切削的工作状态相差甚远，在盾构设备中难以得到有效推广。
[0003]目前，电渗大多采用分离式电渗，即传统的阴极和阳极分离的一种土壤电渗方式，电渗透的电场很低，需要高电压才能产生显著的效果，使得电渗处理工艺过程能源消耗远超成本。一般来说，单独电渗透所需的电压大于100V，有时甚至高达300V。分离电渗法在工程上应用难度大。
[0004]提供一种更适用实际盾构作业工作状态下的电渗减黏模拟设备，是获得实际作业状态下电渗对金属刀盘黏附影响的主要措施之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，包括：可供承装试样的试样腔(1)、压力系统和电渗扭矩系统；所述压力系统包括覆土压力单元和轴向压力单元，所述覆土压力单元包括可向所述试样施加压力的压力板(2)，所述压力板(2)位于试样腔(1)内，所述轴向压力单元包括可向试样腔(1)施加轴向力的轴向压力加载器(3)；所述电渗扭矩系统包括扭转电机(4)、刀盘(5)、加载杆(6)、碳填料(7)、绝缘填料(8)和可供检测刀盘(5)扭矩的扭矩传感器(9)；所述加载杆(6)安装于扭转电机(4)上，所述刀盘(5)安装于加载杆(6)远离扭转电机(4)的一端，所述刀盘(5)上开设有填料孔，所述碳填料(7)和绝缘填料(8)均设置于所述填料孔中，所述绝缘填料(8)位于碳填料(7)和填料孔内壁之间。2.根据权利要求1所述的所述研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述覆土压力单元还包括向所述压力板(2)施加压力的覆土压力加载器(10)。3.根据权利要求1所述的所述研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述压力板(2)上开设有可供穿过加载杆(6)的通孔。4.根据权利要求1所述的所述研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述绝缘填料(8)为紧贴填料孔内壁形成的环状体状绝缘填料(8)，所述碳填料(7)设置于环状体状绝缘填料(8)内，所述碳填料(7)的形状为圆柱体，所述碳填料(7)的总上表面积为刀盘(5)上盘面积的1/10。5.根据权利要求1所述的所述研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述刀盘(5)材质为钢材质。6.根据权利要求1所述的所述研究电渗减黏的模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，还包括控制器(11)，所述压力系统和电渗扭矩系统均与控制器(11)电连接。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文杰，白雪冬，周志伟，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：