考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，该方法包括以下步骤：1)制备注浆浆液；2)密封盾尾钢丝刷侧面；3)向盾尾钢丝刷内注浆；4)养护至浆液硬化；5)将盾尾钢丝刷固定在加载装置上；6)进行压缩实验；7)采集并导出盾尾钢丝刷压缩力学特性数据。与现有技术相比，本发明专利技术的试验方法能够获取盾尾钢丝刷夹杂浆液硬化后的压缩变形量与荷载的关系曲线，对盾尾钢丝刷的设计和安全性评估有重要意义。评估有重要意义。评估有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法


[0001]本专利技术涉及盾构机、盾构施工
，尤其是涉及一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法。

技术介绍

[0002]盾构法施工因为具备许多优点而在隧道建设中广泛采用，例如占地面积小、噪音低、地层扰动小。盾尾钢丝刷主要由两片钢板和之间密集的弯曲型钢丝刷组成。盾尾钢丝刷一端固定于盾尾内侧，一端与盾尾内部尚未推出的管片密贴，在纵向设置多道，并在相邻盾尾刷之间的间隙填充润滑油脂，起密封作用，防止泥水等流入盾构机内部。盾尾还设有注浆孔，在推进过程中向盾尾和管片之间的空隙注入浆液，故浆液会逐渐渗入盾尾刷，最终充满盾尾刷内部，并随时间硬化。
[0003]盾尾刷内部的浆液硬化后将显著影响其压缩力学特性，使其极限可压缩量减小，盾尾刷在盾构掘进过程中因盾构姿态调整等而反复受到压缩作用，故其压缩力学特性对其使用寿命和工作性能起到决定性作用。
[0004]因此有必要设计一种试验方法来获取考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，用以通过试验获取盾尾钢丝刷内部注浆硬化后的压缩力学特性。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，该方法包括以下步骤：
[0008]1)制备注浆浆液；
[0009]2)密封盾尾钢丝刷侧面；
[0010]3)向盾尾钢丝刷内注浆；
[0011]4)养护至浆液硬化；
[0012]5)将盾尾钢丝刷固定在加载装置上；
[0013]6)进行压缩实验；
[0014]7)采集并导出盾尾钢丝刷压缩力学特性数据。
[0015]进一步地，所述的步骤1)具体为：
[0016]将注浆浆液原材料倒入容器中用搅拌器搅拌均匀，并称量容器与所有浆液的总重量，所述的注浆浆液原材料包括水泥、粉煤灰、膨润土、砂和水，配合比为1：2.5：0.3：5.2：2.25。
[0017]进一步地，所述的步骤2)具体为：
[0018]使用透明胶带绕盾尾钢丝刷侧面全深度缠绕多圈，以防止后续向盾尾钢丝刷注浆后浆液从侧面泄漏，影响试验效果。
[0019]进一步地，所述的步骤3)具体为：
[0020]使盾尾钢丝刷的两片钢板向外略微分开，将设定质量的注浆浆液缓慢从盾尾钢丝刷开口处注入内部，并且称量容器与剩余浆液的重量，该重量与总重量的差值即为注入浆液的重量。
[0021]进一步地，所述的步骤4)具体为：
[0022]将注浆后的盾尾钢丝刷在室温下正立养护十天，待浆液硬化，所述的正立具体为盾尾钢丝刷顶部开口朝上，底部贴合地面。
[0023]进一步地，所述的步骤5)中，将盾尾钢丝刷(1)尾部固定在固定板(5)上，将盾尾钢丝刷(1)顶部固定在加载板(4)上，所述的固定板(5)安装在加载装置下部底座(6)上，所述的加载板(4)安装在框架(2)上部移动横梁上并随移动横梁升降，启动加载装置，调节横梁升高，为盾尾钢丝刷安装留出足够空间，将盾尾钢丝刷(1)尾部卡入固定板(5)下，调节横梁下降至恰好与钢丝刷顶部接触。
[0024]进一步地，所述的步骤6)具体为：
[0025]操作加载装置进行数据初始化，设置加载板向下位移的加载速率后开始实验，直到盾尾钢丝刷被压至水平时停止加载，所述的数据初始化包括清零加载板位移和荷载，所述的清零具体为以此刻的状态为零值。
[0026]进一步地，所述的步骤7)具体为：
[0027]集采并导出压缩试验过程的盾尾钢丝刷压缩力学特性数据，所述的压缩力学特性数据包括加载板位移量以及同一时刻对应的加载板荷载，所述的加载板位移量即为盾尾钢丝刷压缩量。
[0028]进一步地，所述的步骤3)中，考虑盾尾钢丝刷内部的密集钢丝对浆液流动起到阻碍作用，浆液从上往下注入时，为避免浆液堆积在上部、下部填充不足，在浆液注入时边注入边振捣，促进浆液扩散，此外，考虑浆液向两侧扩散，注浆操作从中部开始注入浆液，使其向两侧扩散，再对两侧未充满浆液的部位进行补充注浆，直到浆液充满盾尾钢丝刷内部。
[0029]该试验方法还包括：
[0030]将不同尺寸盾尾钢丝刷注入相等质量浆液硬化后的压缩力学特性测试，同一尺寸盾尾钢丝刷不注浆或注入不等质量浆液硬化后的压缩力学特性测试，以对比尺寸和注浆量的影响，以及考虑夹杂浆液硬化后的盾尾钢丝刷反复加载压缩力学特性测试。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0032]本专利技术在压缩试验前向先盾尾钢丝刷内注入一定质量的浆液，并养护至其硬化，再进行压缩试验获取其压缩力学特性的，获取的压缩力学特性考虑了夹杂浆液硬化的影响，该影响具体是指钢丝刷极限可压缩量减小和线性阶段最大压缩量增大等，采用本方法得到的盾尾钢丝刷压缩力学特性能够为盾尾钢丝刷的设计和安全性评估提供重要参考。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的试验流程图。
[0034]图2为本专利技术借助的压缩试验装置与试验过程中盾尾钢丝刷放置位置的示意图。
[0035]图3为实施例1、对比例1提供的考虑和未考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩量与荷载对应关系曲线示意图。
[0036]图中标记说明：
[0037]1、盾尾钢丝刷，2、框架，3、横梁，4、加载板，5、固定板，6、底座。
具体实施方式
[0038]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，本专利技术能够以其他不同于以下描述的形式来实现，本专利技术并不限于以下公开的具体实施例，提供这些实施例仅仅用以更透彻全面的解释本专利技术。
[0039]如图1所示，本专利技术提供一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，该方法借助压缩试验装置进行盾尾刷特性试验，加载装置包括框架、移动横梁、固定板和加载板，固定板安装在加载装置下部底座上，加载板安装在框架上部移动横梁上，随移动横梁升降，对固定于固定板和加载板之间的盾尾钢丝刷进行压缩加载、卸载。加载装置还包括位移采集和荷载采集功能，可获取钢丝刷的荷载与对应的压缩量。在此之前，还需要先对盾尾钢丝刷进行注浆与浆液硬化处理
[0040]具体试验操作步骤为：
[0041]S1、制备注浆浆液
[0042]将注浆浆液原材料倒入容器中，并用搅拌器搅拌均匀，然后称量容器与所有浆液的总重量；
[0043]作为优选，注浆浆液原材料包括水泥、粉煤灰、膨润土、砂和水，配合比取1：2.5：0.3：5.2：2.25，为工程中盾尾同步注浆浆液的常用配比，以使试验结果更贴合实际工况；
[0044]S2、将盾尾钢丝刷侧面密封
[0045]为了防止后续向盾尾钢丝刷注浆后浆液从侧面泄漏、影响试验效果，使用透明胶带绕盾尾钢丝刷侧面全深度缠绕多圈，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)制备注浆浆液；2)密封盾尾钢丝刷侧面；3)向盾尾钢丝刷内注浆；4)养护至浆液硬化；5)将盾尾钢丝刷固定在加载装置上；6)进行压缩实验；7)采集并导出盾尾钢丝刷压缩力学特性数据。2.根据权利要求1所述的一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，其特征在于，所述的步骤1)具体为：将注浆浆液原材料倒入容器中用搅拌器搅拌均匀，并称量容器与所有浆液的总重量，所述的注浆浆液原材料包括水泥、粉煤灰、膨润土、砂和水，配合比为1：2.5：0.3：5.2：2.25。3.根据权利要求1所述的一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，其特征在于，所述的步骤2)具体为：使用透明胶带绕盾尾钢丝刷侧面全深度缠绕多圈，以防止后续向盾尾钢丝刷注浆后浆液从侧面泄漏，影响试验效果。4.根据权利要求2所述的一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，其特征在于，所述的步骤3)具体为：使盾尾钢丝刷的两片钢板向外略微分开，将设定质量的注浆浆液缓慢从盾尾钢丝刷开口处注入内部，并且称量容器与剩余浆液的重量，该重量与总重量的差值即为注入浆液的重量。5.根据权利要求1所述的一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，其特征在于，所述的步骤4)具体为：将注浆后的盾尾钢丝刷在室温下正立养护十天，待浆液硬化，所述的正立具体为盾尾钢丝刷顶部开口朝上，底部贴合地面。6.根据权利要求1所述的一种考虑夹杂浆液硬化的盾尾钢丝刷压缩力学特性试验方法，其特征在于，所述的步骤5)中，将盾尾钢丝刷(1)尾部固定在固定板(5)上，将盾尾钢丝刷(1)顶部固定在加载板(4)上，所述的固定板(5)安装在加载装置下部底座(6)上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓庆，徐世达，刘继强，丁文其，周正，陈登伟，赵晓东，刘鸣宇，潘飞超，梁汇伟，王彬彬，
申请(专利权)人：中铁南方投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：