【技术实现步骤摘要】
一种模拟盾构掘进过程中隧道结构扭转变形的试验装置和使用方法
[0001]本专利技术涉及土木工程领域，尤其涉及一种模拟盾构掘进过程中隧道结构扭转变形的试验装置和使用方法。
技术介绍
[0002]现有技术描述：
[0003]实际工程上，在地铁盾构推进过程中,受到盾构刀盘与土体切割过程中产生的扭矩的影响,拼装成环的管片拼装位置与设计值相比旋转了一定角度,给盾构管片的选型和拼装造成了一定影响,且盾构管片扭转容易导致连接的铁丝松动折断、支架发生变形、走道板起伏不平，可能导致后续车架和电机车轨道铺设不平整,影响设备的运行。在防止盾构机在始发阶段发生扭转变形的研究方面，部分技术对盾构始发阶段段负环管片的支撑进行了研究，并设计出防止盾构机在始发施工中发生扭转的装置(如：CN 203769783U、CN 207863957 U、CN 210660093 U)。在防止盾构管片结构发生扭转变形方面，部分技术通过对装配式人行通道结构进行了研究，缓解管片的扭转变形。(如：CN 210561588 U)。
[0004]目前，在盾构推进过...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟盾构掘进过程中隧道结构扭转变形的试验装置，其特征在于：包括盾构机(1)、多个管片结构(8)、多个负环管片(9)、反力架(10)、负环管片支撑件(11)、角运动检测装置、空隙填充物、扭矩电磁铁(18)，多个所述管片结构(8)依次相连，多个负环管片(9)依次相连，所述盾构机(1)顶端安装有所述扭矩电磁铁(18)，所述盾构机(1)尾端与第一个所述管片结构(8)相连，最后一个所述管片结构(8)与第一个所述负环管片(9)相连，最后一个所述负环管片(9)与所述反力架(10)紧密接触，所述反力架(10)固定在竖井内，所述负环管片(9)下方安装有所述负环管片支撑件(11)，所述管片结构(8)内表面安装有所述角运动检测装置(12)，所述角运动检测装置(12)用于观察盾构掘进过程中所述管片结构(8)发生扭转的程度，所述管片结构(8)与开挖土体(12)之间安装有所述空隙填充物。2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述角运动检测装置为陀螺仪(13)，所述陀螺仪(13)安装在所述管片结构(8)内表面。3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述空隙填充物包括已凝固的泥浆(14)、液体橡胶(15)、发泡胶(16)、水(17)，所述液体橡胶(15)用于模拟强度达到完全固化后强度50
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80％的泥浆，所述发泡胶(16)用于模拟已有强度达到完全固化后强度20
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50％的泥浆，所述水(17)用于模拟刚刚注入还没开始凝固的泥浆，所述水(17)、所述发泡胶(16)、所述液体橡胶(15)、所述已凝固的泥浆(14)分别安装在所述管片结构(8)与开挖土体(12)之间的空隙里。4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述液体橡胶(15)以天然橡胶浓缩胶乳为原材料，以苯肼作为催化剂，在加热条件下通过氧化降解原材料制备；所述液体橡胶(15)用于模拟强度达到完全固化后强度60
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70％的泥浆；所述发泡胶(16)用于模拟已有强度达到完全固化后强度20
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30％的泥浆。5.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述发泡胶(16)为聚醚或聚酯多元醇和多异氰酸酯、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂在高速搅拌下混合后进行发泡所制。6.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：该试验装置还包括固定机构，所述陀螺仪(13)通过所述固定机构安装在所述管片结构(8)内表面。7.根据权利要求6所述的试验装置，其特征在于：所述固定机构包括螺栓(19)、钢板(20)，所述陀螺仪(13)通过所述螺栓(19)以及所述钢板(20)安装在所述管片结构(8)内表面；所述陀螺仪(13)数量为多个，每个所述管片结构(8)内表面各安装有一个所述陀螺仪(13)。8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述盾构机(1)包括盾构机刀盘(2)、盾构机外壳(3)、盾尾(4)、盾尾注浆管(5)、盾尾止水装置(6)、千斤顶(7)，所述盾构机外壳(3)顶端安装有所述盾构机刀盘(2)，所述盾构机外壳(3)底端安装有所述盾尾(4)，所述盾尾(4)与所述管片结构(8)安装在一起，所述盾尾(4)上安装有所述盾尾注浆管(5)，所述盾尾(4)与所述管片结构(8)之间安装有所述盾尾止水装置(6)，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志锋，朱泰锋，江俊，陈湘生，黄志锋，苏栋，
申请(专利权)人：深圳大学佛山市建盈发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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