一种模拟盾构掘进试验设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种模拟盾构掘进试验设备，包括试样腔、座体、压力系统和电渗扭矩系统；压力系统包括可向试样施加压力的压板，压板位于试样腔内；电渗扭矩系统包括回转油缸、刀盘和可供检测刀盘扭矩的扭矩传感器，回转油缸上安装有回转轴，刀盘安装于回转轴远离回转油缸的一端，刀盘上开设有填料孔，填料孔内填充有碳填料和绝缘填料，绝缘填料位于碳填料和填料孔内壁之间；座体包括底座和架体，架体固定于底座上，试样腔位于底座上。该设备通过可供承装试样的试样腔、座体、压力系统和电渗扭矩系统实现对电渗减黏状态下土壤对简述刀盘黏附影响的测定，具有结构简单，实用性强，试验数据对实际盾构工况指导性更强的特点。数据对实际盾构工况指导性更强的特点。数据对实际盾构工况指导性更强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟盾构掘进试验设备


[0001]本技术属于岩土工程
，具体涉及一种模拟盾构掘进试验设备。

技术介绍

[0002]黏性土可塑性较强，具有强的保水能力，但同时具有透水性能较差的缺陷，给工程施工带来很大困难，比如在通过盾构法开挖黏性土层进行建筑工程施工过程中，经常出现黏性土黏附刀盘形成泥饼，导致刀盘堵塞卡死。
[0003]当前，已有技术经常采用电渗减黏、脱土等技术手段来降低土壤和金属刀盘界面的黏附，由于无法满足实际盾构作业时刀盘旋转切削的工作状态所需的减黏要求，无法进行有效利用。此外，利用施加电场实现黏土黏附力降低的电渗减黏大多采用阴极和阳极分离的分离式电渗设备，电渗透的电场低，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，通常单独电渗透所需的电压超过100V，有时甚至高达300 V，给实际工程施工应用带来很大难度。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，是获得实际作业工况下电渗对金属刀盘黏附影响，同时推动电渗减黏应用的主要措施之一。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种模拟盾构掘进试验设备，该设备通过可供承装试样的试样腔、座体、压力系统和电渗扭矩系统实现对电渗减黏状态下土壤对简述刀盘黏附影响的测定，具有结构简单，实用性强，试验数据对实际盾构工况指导性更强的特点。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种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、座体、压力系统和电渗扭矩系统；
[0006]所述压力系统包括可向所述试样施加压力的压板，所述压板位于试样腔内；所述电渗扭矩系统包括回转油缸、刀盘和可供检测刀盘扭矩的扭矩传感器，所述回转油缸上安装有回转轴，所述刀盘安装于回转轴远离回转油缸的一端，所述刀盘上开设有填料孔，所述填料孔内填充有碳填料和绝缘填料，所述绝缘填料位于碳填料和填料孔内壁之间；
[0007]所述座体包括底座和架体，所述架体固定于底座上，所述试样腔位于所述底座上。
[0008]上述的一种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板施加压力的覆土压力加载器。
[0009]上述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述压板上开设有可供穿过回转轴的通口。
[0010]上述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述绝缘填料为环状体状绝缘填料，所述环状体状绝缘填料紧贴填料孔内壁，所述碳填料为圆柱体形碳填料，所述圆柱体形碳填料设置于环状体状绝缘填料内。
[0011]上述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述碳填料的总上表面积为刀
盘上盘面积的1/10，所述绝缘填料材质为云母与玻璃纤维的混合物，所述刀盘材质为钢材质。
[0012]上述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，还包括控制器，所述压力系统和电渗扭矩系统均与控制器电连接。
[0013]上述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，还包括导电滑环和与导电滑环电连接的电源，所述导电滑环套设于回转轴上，所述导电滑环与碳填料和刀盘盘面均电连接。
[0014]上述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述试样腔包括顶盖和腔体，所述顶盖可拆卸地设置于所述腔体壁面上，所述顶盖上设置有卡槽，所述导电滑环设置于所述卡槽内。
[0015]本技术与现有技术相比具有以下优点：
[0016]1、本技术的模拟盾构掘进试验设备通过可供承装试样的试样腔、座体、压力系统和电渗扭矩系统实现对电渗减黏状态下土壤对简述刀盘黏附影响的测定，具有结构简单，实用性强，试验数据对实际盾构工况指导性更强的特点。
[0017]2、本技术的模拟盾构掘进试验设备包括回转油缸，利用回转油缸、回转轴和刀盘实现刀盘在试样中的旋转推进，可更为及时获得电渗处理后的刀盘扭矩数据，具有操作简便化程度更高，测试过程更稳定的特点。
[0018]3、作为优选，本技术中绝缘填料为环状体状绝缘填料，碳填料为圆柱体形碳填料，圆柱体形碳填料设置于环状体状绝缘填料内，以圆柱体形碳填料作为阳极，钢材质刀盘其他部分作为阴极，形成“表面电渗”形电渗单元，相较于传统的采用独立阳极和阴极的“分离式电渗”设备因阴阳极布设于不同位置带来能耗高效率低的问题，本技术的该“表面电渗”结构可有效实现降低电渗能耗、减少电渗过程中土体水分迁移到刀盘与土体界面的时间等特点。
[0019]4、作为优选，本技术包括设置于顶盖上的卡槽，利用卡槽配合导电滑环内层、导电滑环滑动层和导电滑环外层，实现导线随回转轴旋转，与控制器和电源连接部分电线或电缆相对固定，可有效避免绕线。
[0020]5、本技术结构简单，原理可靠，操作简便，具有很高的推广应用价值。
[0021]下面结合附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0022]图1为本技术的结构示意图。
[0023]图2为导电滑环、顶盖和卡槽的位置关系示意图。
[0024]图3为回转轴与刀盘的位置关系示意图。
[0025]图4为刀盘、碳填料和绝缘填料的位置关系示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]1—架体；
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2—压板；
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4—回转油缸；
[0028]5—刀盘；
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6—回转轴；
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7—碳填料；
[0029]8—绝缘填料；
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9—扭矩传感器；
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10—覆土压力加载器；
[0030]11—控制器；
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12—底座；
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13—导电滑环；
[0031]14—卡槽；
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15—顶盖；
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16—腔体。
具体实施方式
[0032]如图1～4所示，本实施例的模拟盾构掘进试验设备，包括：可供承装试样的试样腔、座体、压力系统和电渗扭矩系统；
[0033]所述压力系统包括可向所述试样施加压力的压板2，所述压板2位于试样腔内；所述电渗扭矩系统包括回转油缸4、刀盘5和可供检测刀盘5 扭矩的扭矩传感器9，所述回转油缸4上安装有回转轴6，所述刀盘5安装于回转轴6远离回转油缸4的一端，所述刀盘5上开设有填料孔，所述填料孔内填充有碳填料7和绝缘填料8，所述绝缘填料8位于碳填料7和填料孔内壁之间；
[0034]所述座体包括底座12和架体1，所述架体1固定于底座12上，所述试样腔位于所述底座12上。
[0035]所述回转油缸4转速范围为0.005～50mm/min，购买自泉州柏乐自动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种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、座体、压力系统和电渗扭矩系统；所述压力系统包括可向所述试样施加压力的压板(2)，所述压板(2)位于试样腔内；所述电渗扭矩系统包括回转油缸(4)、刀盘(5)和可供检测刀盘(5)扭矩的扭矩传感器(9)，所述回转油缸(4)上安装有回转轴(6)，所述刀盘(5)安装于回转轴(6)远离回转油缸(4)的一端，所述刀盘(5)上开设有填料孔，所述填料孔内填充有碳填料(7)和绝缘填料(8)，所述绝缘填料(8)位于碳填料(7)和填料孔内壁之间；所述座体包括底座(12)和架体(1)，所述架体(1)固定于底座(12)上，所述试样腔位于所述底座(12)上。2.根据权利要求1所述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述压力系统还包括向所述压板(2)施加压力的覆土压力加载器(10)。3.根据权利要求1所述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述压板(2)上开设有可供穿过回转轴(6)的通口。4.根据权利要求1所述的一种模拟盾构掘进试验设备，其特征在于，所述...

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