CN206075696U - 一种模拟盾构掘进的相似材料模型试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟盾构掘进的相似材料模型试验装置属于地下工程学科技术领域。其特征在于：在支架(1)上通过升降螺丝(11)将两排托架(2)固定牢固；两排托架(2)上安装有相应的两排滚珠(3)，将盾构试验装置外壁放置在托架(2)上，和滚珠(3)发生接触；盾构试验装置上的摇柄(5)和刀盘(6)通过钢轴(10)相连接，盾构试验装置外壁(4)上设有管壁把手(9)。采用本装置能够使盾构开挖对邻域内管线或建筑物影响的模拟试验得以实现，且试验结果准确可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于地下工程学科技术领域，主要用于研究隧道的盾构施工对邻域管道及建筑物的影响。
背景技术
现阶段关于隧道盾构的模型试验主要集中于离心机试验模型与常规试验模型，由于离心机模型的有限深度，因此不能很好地得到满意的结果；而常规模型试验中，采用多圆断面盾构挖削和采用泥水加压平衡盾构开挖，不但要考虑刀盘对相似地层材料的影响，还要考虑盾构装置撤离后的注浆和衬砌的模拟。对于大比尺的模型箱试验，很多采用的是电动加压式盾构掘进，由于电动装置有规律的振动，对于模型箱内的相似地层材料会造成一定范围的扰动。而采用气压方式来模拟衬砌与注浆，对于大比例模型箱试验极为不方便，尤其是对于盾构开挖邻域内的管线或建筑物影响的模型试验。所以，在目前与盾构掘进相关的工程所做的相关相似材料模型试验中，仍存在一些问题和关键技术，即：
(1)如何提高盾构试验操作的便捷性，即如何在模型箱外构建便于操作的盾构掘进装置。
(2)对于盾构开挖引起邻域内管线或建筑物影响的三维模拟试验，须考虑如何实现盾构开挖距离的精准、盾构压力施加适当、挖掘的相似地层材料及时排除、挖掘的方向正确可靠。
(3)在盾构开挖结束后，能否有效做到简化注浆过程并合理的进行隧道衬砌的安装。
发明内容
本实用新型是一种通过三维模型试验来揭示盾构开挖过程对隧道邻域内管线或建筑物影响的装置。
一种模拟盾构掘进的相似材料模型试验装置，其特征在于：
在支架1上通过升降螺丝11将两排托架2固定牢固；两排托架2上安装有相应的两排滚珠3，将盾构试验装置外壁放置在托架2上，和滚珠3发生接触；盾构试验装置上的摇柄5和刀盘6通过钢轴10相连接，盾构试验装置外壁4上设有管壁把手9。
本实用新型主要解决了以下技术问题：
(1)构建了盾构掘进装置，通过人工手摇手柄实现刀盘的前进并对相似地层产生土仓压力，在模型向外可以便捷操作该装置，实现盾构开挖。
(2)在地下隧道开挖的三维模型试验装置中，建立了一整套控制技术，包括：控制掘进距离的刻度、经计算后的刀盘把手的扭转、采用专门器械掏空挖掘的相似地层材料并倒入收集装置，固定盾构掘进的装置。该控制技术可以有效控制掘进距离，施加土仓压力，排除挖掘地层材料并计算出挖掘出地层材料的体积。
(3)由于大比例模型试验的模型箱尺寸较小，因此开挖结束后，该装置就留存在模型箱内，装置外壁就可以当做注浆后拼装的衬砌，起到保护隧道作用。
因此，采用本装置能够使盾构开挖对邻域内管线或建筑物影响的模拟试验得以实现，且试验结果准确可靠。
附图说明
图1盾构试验装置支架
a支架及托架前视图 b支架及托架侧视图
图2掏土装置
a前视图 b侧视图 c俯视图
图3盾构试验装置全图
a侧视图 b前视图
具体实施方式
***组成
1.支架2.托架3.滚珠4.盾构试验装置外壁5.摇柄6.刀盘7.装土盒8.掏土装置9.管壁把手10.钢轴11.升降螺丝
连接关系
托架2)用升降螺丝11固定安置在支架1上；盾构试验装置外壁4放置在托架2，与托架2上附着的滚珠3相连接，可以保证盾构试验装置外壁4在托架2上沿着轴线方向顺利前行；摇柄5通过钢轴10与刀盘6连接；盾构试验装置外壁4另一端焊接有管壁把手9；此外盾构试验还备用掏土装置8和土盒7。
盾构试验装置支架如图1所示。
掏土装置如图2所示。
盾构试验装置全图如图2所示。
首先在支架1上通过升降螺丝11将托架2固定牢固；两排托架2上安装有相应的滚珠3，将盾构试验装置外壁4放置在托架2上，和滚珠3发生紧密接触，可以保证盾构试验装置外壁4在试验过程中顺利地前进和后退；由于摇柄5和刀盘6通过钢轴10相连接，通过手动摇动摇柄5，可使刀盘产生转动，从而可以切削模型试验中的地层材料；通过人工对管壁把手9施加推力，可模拟盾构试验掌子面产生的土仓压力；盾构试验装置外壁4上标有刻度线，可控制每次盾构试验掘进的深度；刀盘6切削模型试验的地层材料，可通过掏土装置8将切削的地层材料取出，装入装土盒7中；装土盒7体积固定，因此试验过程中可通过装土盒7所装的地层材料总体积计算出地层损失。
Claims (1)
1.一种模拟盾构掘进的相似材料模型试验装置，其特征在于：
在支架(1)上通过升降螺丝(11)将两排托架(2)固定牢固；两排托架(2)上安装有相应的两排滚珠(3)，将盾构试验装置外壁放置在托架(2)上，和滚珠(3)发生接触；盾构试验装置上的摇柄(5)和刀盘(6)通过钢轴(10)相连接，盾构试验装置外壁(4)上设有管壁把手(9)。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109141949A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-01-04 | 西南交通大学 | 一种模拟盾构机掘进的试验装置 |
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