[发明专利]土压平衡盾构土体改良研究试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验平台，尤其涉及一种用于土压平衡盾构土体改良研究的试验平台。

背景技术

针对目前土压平衡盾构施工情况，广泛存在渣土改良问题，由于渣土流塑性差，导致施工控制困难(地面坍塌、地表隆起)、掘进效率低、刀盘等关键部件非正常磨损等，加上对土压平衡盾构施工中土体改良缺乏理论指导，使实践中存在一些盲目工作，造成人力、物力资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种为土压平衡盾构土体改良研究的试验平台。

本发明的试验平台从模拟土压平衡盾构加压过程、模拟盾构掘进过程、实现推进及渣土搅拌、模拟螺旋输送机出土及土塞效应实现过程、实现渣土改良剂(泡沫剂、聚合物、离散剂等)的按比例加入等方面对土压平衡盾构土体改良的理论数据进行深入研究，为土压平衡盾构施工中的土体改良给予理论指导，该试验平台结构简单，操作方便。

本发明的试验平台通过以下技术方案实现：

一种土压平衡盾构土体改良研究的试验平台，包括模拟推进油缸、加土孔、翻转油缸、推进活塞、模拟盾体、网状隔板、检修口、模拟土仓、搅拌装置、螺旋输送机、土箱、支撑架、盾体翻转平台、地坑支座；其中，模拟推进油缸通过模拟盾体盖板连接推进活塞构成试验平台的推进系统；搅拌装置是由搅拌驱动电机通过减速机连接搅拌器组成；螺旋输送机是螺旋驱动电机通过减速机驱动螺旋输送装置组成；螺旋输送机连接模拟盾体出渣口；模拟盾体安装在盾体翻转平台上面；翻转油缸连接盾体翻转平台以控制模拟盾体的翻转；土箱置于盾体翻转平台上螺旋输送机的出渣口下方；所述试验平台采用PC机控制。

其中，所述模拟盾体通过螺栓安装在盾体翻转平台上。

其中，所述土箱通过螺栓与盾体翻转平台固定连接。

其中，所述网状隔板通过焊接与模拟盾体连接，搅拌器通过螺栓固定在搅拌驱动轴承上。

其中，所述盾体翻转平台一端通过螺栓与地坑支座连接，另一端通过螺栓与翻转油缸连接通过控制翻转油缸可以使模拟盾体方便地在地坑中翻转，便于往模拟盾体中加入渣土。

其中，所述液压油缸的驱动采用比例换向阀控制。

其中，所述液压油缸安装有分流阀。

其中，所述液压油缸的数量为六个，模拟推进油缸为四个且呈菱形分布，翻转油缸为两个并行排列。

其中，所述模拟盾体和/或模拟土仓为圆形和/或方形和/或矩形。

推进系统的移动速度通过PC机控制比例换向阀来实现，可以按照不同速度模拟盾构掘进过程，螺旋输送机的转速可以调节。

所述试验平台可以采用电液伺服装置和变频伺服电动马达作为动力源，试验岩土选用最具有代表性的松散砂土地层和粘土地层针对松散砂土地层，观察“土塞”形成效应，观察螺旋输送机“喷涌”现象，添加不同改良剂，进行渣土改良，得到添加剂成分与渣土改良性能的关系；针对粘土地层，观察土体搅拌扭矩情况(模拟刀盘扭矩)，观察掘进速度，添加不同改良剂，观察渣土流塑性情况，得到添加改良剂成分与刀盘扭矩、掘进效率的关系。另外还可以通过该试验平台模拟土压平衡盾构掘进的四种状态过程(敞开式、半土压平衡模式、土压平衡模式、过压掘进模式)，得到掘进速度与螺旋输送机转速关系曲线。为土压平衡盾构施工中的土体改良提供理论依据。

通过所述试验平台，可以实现如下试验：

1、针对松散砂土地层试验：在渣土不变的情况下，推进装置推力一定、螺旋输送机转速不变条件下，观察“土塞”形成效应，观察螺旋输送机“喷涌”现象，添加不同改良剂，进行渣土改良，得到添加剂成分与渣土改良性能的关系。

2、针对粘土地层试验，观察土体搅拌扭矩情况(模拟刀盘扭矩)，观察掘进速度，添加不同改良剂，观察渣土流塑性情况，得到添加改良剂成分与刀盘扭矩、掘进效率的关系。

3、该试验装置模拟土压平衡盾构掘进的四种状态过程(敞开式、半土压平衡模式、土压平衡模式、过压掘进模式)，得到掘进速度与螺旋输送机转速关系曲线。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中：1模拟推进油缸、2加土孔、3翻转油缸、4推进活塞、5模拟盾体、6网状隔板、7检修口、8模拟土仓、9搅拌器、10搅拌驱动电机、11螺旋输送机、12土箱、13支撑架、14盾体翻转平台、15地坑支座、16地坑，17模拟盾体盖板，18模拟盾体出渣口。

具体实施方式

下面结合本发明实施例做详细说明：本实例在以本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述实例。

实施例1：