【技术实现步骤摘要】
盾构刀盘切削作用下的泥浆动态成膜的试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及盾构
，尤其涉及一种盾构刀盘切削作用下的泥浆动态成膜的试验装置及方法。
技术介绍
[0002]近些年来，随着水下隧道朝着长、大、深方向发展，泥水盾构施工过程中将不可避免的穿越各类复杂地层，尤其是渗透性较强、黏聚力较低、稳定性较差的砂土、砾石及卵石地层，盾构开挖面泥浆压力难以保持，极易造成盾构开挖面失稳，盾构泥浆成膜是开挖面稳定的关键。根据调查发现目前对于盾构泥浆成膜材料配比的研究主要是基于静态成膜试验，受到刀盘刀具的切削作用，泥膜始终处于形成
‑
破坏
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再形成的过程，是一种动态成膜的过程，静态成膜试验结果并不能完全适用于盾构动态成膜；此外，目前盾构泥浆成膜试验装置多为竖向，而盾构掘进过程是一个横向掘进过程，竖向试验装置并不能完全真实地模拟盾构掘进过程，现有技术中还没有一种有效地考虑盾构刀盘切削作用下的泥浆动态成膜的试验装置和方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术的实施例提供了一种盾构刀盘...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种盾构刀盘切削作用下的泥浆动态成膜的试验装置，其特征在于：包括土体开挖舱模型装置、泥浆循环系统、数据采集控制设备、渗流压力传感器、土体动态电阻率监测系统、切削顶进系统和搅吸出渣系统；在所述土体开挖舱模型装置内放置砂样，所述泥浆循环系统向土体开挖舱模型装置补充新鲜浆液并回收废浆和土体，所述土体动态电阻率监测系统用于监测土体开挖舱模型装置内的砂样电阻率的变化，所述数据采集控制设备和渗流压力传感器监测地层的孔隙水压力的变化，所述切削顶进系统为齿形刀具，采用两个动力源分别控制刀盘旋转和刀具顶进，对土体开挖舱模型装置内的泥浆进行切削，所述搅吸出渣系统排出掘进产生的渣土。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述土体开挖舱模型装置为超强轻质合金材质，承受2.0MPa水土压力，局部设置有加肋高压玻璃视窗。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述土体动态电阻率监测系统将电极圈安装在土体开挖舱模型装置侧壁，对范围内的砂土试样进行动态循环扫描，监测泥浆入渗距离的变化。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅吸出渣系统位于开挖舱底部，由搅吸泵将开挖的土体排出开挖舱。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切削顶进系统由20
°
刃角齿刀和50
°
刃角中心刀构成，刀盘采用十字形式，与土体开挖舱模型装置的内径保持一致，50
°
刃角中心刀安装在刀盘中心位置，20
°
刃角齿刀对称布置在刀盘四根条形轴下方，由两个动力源分别控制刀盘转动和刀具顶进。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述渗流压力传感器按照一定间隔安装于土体开挖舱模型装置侧壁，所述渗流压力传感器在试验前要采用硅油进行饱和。7.一种盾构刀盘切削作用下的泥浆动态成膜的试验方法，其特征在于，适用于权利要求1至5任一项所述的装置，包括以下步骤：A、连接和组装试验装置及数据采集控制设备，采用电焊焊接土体开挖舱模型装置上的电极圈接头和电阻率测试线，将用硅油饱和后的渗流压力传感器安装在土体开挖舱模型装置侧壁，并用针筒将硅油注入渗流压力传感器前端的空隙中，随后将用硅油饱和后的滤网粘贴于渗流压力传感器前端的土体开挖舱模型装置侧壁表面；B、制备试样地层和泥浆，根据需要控制的试验地层孔隙率，按比例称取一定质量各粒径范围的砂土，拌和均匀后填入土体开挖舱模型装置内，按照一定比例的膨润土和自来水制备泥浆，并采用电动搅拌机搅拌均匀，采用水浴法制备一定浓度的CMC溶液，在制备过程中将溶液温度控制在50℃左右，以加速CMC粉末溶解，将其倒入膨润土泥浆中，并搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员：金大龙，袁大军，毛家骅，李兴高，刘腾，蔡博文，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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