一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备制造技术

技术编号:8472626 阅读:184 留言:0更新日期:2013-03-24 16:54
本实用新型专利技术公开了一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备。包括试验架、支撑板、钢板、塑料圆环、量角器、量角器指针及传动装置。所述传动装置包括传动杆、滑块,该滑块沿所述传动杆做垂直滑动。所述钢板位于所述支撑板上方且相互间转动连接,所述钢板的第一端部与所述试验架活动连接,使钢板绕第一端部转动;第二端部与所述滑块搭接,当所述滑块做垂直运动时,所述滑块带动所述钢板沿其表面滑动且转动。本实用新型专利技术实验设备,通过测量土体与钢材的外摩擦角,得出土体与钢材的摩擦系数。实验设备结构简单、成本低、操作简便,试验过程方便快捷,有利于现场技术人员快速获得试验结果。测得结果准确,能够真实反映土体与钢材的摩擦系数。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备
本技术涉及一种地铁盾构领域的实验设备,特别涉及一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备。
技术介绍
土压平衡盾构属封闭式盾构,在盾构推进时,其前端刀盘旋转掘削地层土体,切削下来的土体进入土舱,刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室。土压平衡盾构把土料作为稳定开挖面的介质,必要时添加改良剂对土壤进行改良。当土体充满土舱时,其被动土压与掘削面上的土、水压基本相同,从而实现掘削面平衡稳定。为了能保持压力舱中的土压平衡,必须使得切削下来的土体即压力舱中的土体具有良好的塑流性,也就是说土压平衡式盾构法成功的关键是要将开挖面切削下来的土体在压力舱内调整成一种“塑性流动状态”。很多情况下,开挖的土体本身不具有塑流性,从而严重影响施工进程甚至造成施工事故,出现“闭塞”问题。在避免土压平衡式盾构施工中出现的“闭塞”问题时,压力舱内土体的内摩擦角是一个主要的影响参数。摩擦系数可以直接反应螺旋排土过程需要克服的摩擦力大小,以此来判断土体排出压力舱的难易程度。通过观察试验过程中土体的水离析情况,可以初步判定土体改良剂加入的情况,若水离析情况严重,则改良剂加入已经过量,不宜再继续添加。 此外,通过水离析现象还可以判断改良土体的止水性,在土体达到理想状态之后仍无水离析发生或者水离析不明显,则表明土体的止水性比较好,反之则说明土体止水效果较差。对于粘性土和细粒土的内摩擦角和内聚力的测定可通过常规直剪试验或三轴压缩试验进行测定,对于粗粒土则十分困难,如砂卵石,需要大型的直剪试验或三轴压缩试验进行测定, 而这些试验设备价格昂贵,试验过程复杂繁琐且成本相对较高。
技术实现思路
有鉴于此,本技术要解决的技术问题在于提供一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备,通过测量土体与钢材的外摩擦角,得出土体与钢材的摩擦系数。为解决上述技术问题,本技术的技术方案是这样实现的一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备,所述实验设备包括试验架、支撑板、钢板、塑料圆环、 量角器、量角器指针以及传动装置;其中,所述支撑板位于所述试验架架台中部,并固定在所述试验架架台上;所述传动装置包括传动杆、滑块,该滑块沿所述传动杆做垂直滑动;所述钢板位于所述支撑板上方且相互间转动连接,所述钢板的第一端部与所述试验架活动连接,使钢板绕第一端部转动;第二端部与所述滑块搭接,当所述滑块做垂直运动时,所述滑块带动所述钢板沿其表面滑动且转动;所述塑料圆环底部磨平,与所述钢板紧密接触;所述量角器与所述量角器指针相对转动。作为优选方案,所述量角器与所述量角器指针相对转动为量角器固定在该钢板上,所述量角器指针固定在该支撑板上。作为优选方案,所述量角器与所述量角器指针相对转动为所述量角器固定在该支撑板上,所述指针固定在该钢板上。作为优选方案,所述钢板的长度大于所述试验架架台的长度,宽度大于所述塑料圆环直径。作为优选方案,所述传动装置采用手摇式丝杠传动。本技术达到的技术效果如下本技术模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备,通过测量土体与钢材的外摩擦角,得出土体与钢材的摩擦系数。而且,实验设备结构简单、成本低、操作简便,试验过程方便快捷,有利于现场技术人员快速获得试验结果。测得结果准确,能够真实反映土体与钢材的摩擦系数。附图说明图I是本技术模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备结构示意图。具体实施方式如图I所示,为本技术模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备结构,该实验设备包括试验架I、支撑板8、钢板2、塑料圆环3、量角器4、量角器指针7以及传动装置。在本实施例中,试验架I高I. 5m,长I. 2m,宽O. 4m,整个试验架制作材料均为钢铁,钢板2长80cm,宽30cm,材料是钢板,为减少重量,支撑板8由木板制备,塑料圆环3直径15cm,高10cm,底部磨平与钢板2紧密接触,量角器测量精度可精确到I °,记录时估读一位。支撑板8位于试验架I架台中部,并固定在所述试验架I架台上。传动装置采用公知的现有技术,本实施例中采用手摇式丝杠传动,也可选择其他的传动方式。其中,传动装置包括传动杆6、滑块5,该滑块5沿传动杆6做垂直循环滑动。钢板2位于支撑板8上方且相互间转动连接,钢板2的第一端部与所述试验架I活动连接,使钢板2绕第一端部转动;第二端部与滑块5搭接,当滑块5做垂直运动时,滑块5带动钢板2沿其表面滑动且转动。塑料圆环3底部磨平,与钢板2紧密接触。量角器4与量角器指针7相对转动,其中, 可以通过至少两种方案实现上述相对转动,比如,其一量角器4固定在该钢板2上,量角器指针7固定在该支撑板8上;其二 量角器4固定在该支撑板8上,量角器指针7固定在该钢板2上。工作过程为将塑料圆环3置于钢板上2,通过手摇丝杠传动装置缓慢提起钢板2,当塑料圆环3开始滑动时停止继续上提,通过固定的量角器4和量角器指针7能够测定此时钢板2倾斜的角度Φ,即为土体与钢板2的外摩擦角,记录时估读一位。土体与钢板 2的摩擦系数可以通过公式f=tan Φ求得,每次实验做3飞组,结果取其平均值。以上所述,仅为本技术的较佳实施例而已,并非用于限定本技术的保护范围。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备,其特征在于,所述实验设备包括试验架、支撑板、钢板、塑料圆环、量角器、量角器指针以及传动装置;所述支撑板位于所述试验架架台中部,并固定在所述试验架架台上;所述传动装置包括传动杆、滑块,该滑块沿所述传动杆做垂直滑动;所述钢板位于所述支撑板上方且相互间转动连接,所述钢板的第一端部与所述试验架活动连接,使钢板绕第一端部转动;第二端部与所述滑块搭接,当所述滑块做垂直运动时,所述滑块带动所述钢板沿其表面滑动且转动;所述塑料圆环底部磨平,与所述钢板紧密接触;所述量角器与所述量角器指针相对转动。

【技术特征摘要】
1.一种模拟土压平衡盾构螺旋出土器摩擦系数的实验设备,其特征在于,所述实验设备包括试验架、支撑板、钢板、塑料圆环、量角器、量角器指针以及传动装置;所述支撑板位于所述试验架架台中部,并固定在所述试验架架台上;所述传动装置包括传动杆、滑块,该滑块沿所述传动杆做垂直滑动;所述钢板位于所述支撑板上方且相互间转动连接,所述钢板的第一端部与所述试验架活动连接,使钢板绕第一端部转动;第二端部与所述滑块搭接,当所述滑块做垂直运动时,所述滑块带动所述钢板沿其表面滑动且转动;所述塑料圆环底部磨平,与所述钢板紧密接触;所述量角器与所述量角器指针相对转动。2.根据权利要求I所述的模拟土压...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹伍富徐凌王贵和杨宇友贾苍琴
申请(专利权)人:北京市轨道交通建设管理有限公司
类型:实用新型
国别省市:

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