[发明专利]类矩形盾构切削推进模拟试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种类矩形盾构切削推进模拟试验系统。

背景技术

随着市政交通建设的加快和周边环境保护要求的提高，在软土地区城市地下通道等工程的施工，对非开挖技术提出了更高的要求，要能够减小对环境影响，适应浅埋的施工条件。类矩形盾构隧道因其断面利用率高、施工成本低、地面沉降控制效果好等特点，受到了广泛的关注，对其的研究应用可谓大势所趋。随着大断面矩形顶管案例的成功实施，对类矩形盾构隧道的研究更是迫在眉睫。当前正处于我国地下空间飞速发展的时期，蕴含着巨大的潜力。类矩形盾构相关技术的研究，能极大提高我国在国际隧道掘进行业中的竞争优势，将我国类矩形盾构设备与施工技术提升到一个全新的水平。同时还将带动类矩形盾构相关配套产品的发展，进而带动整个产业链的发展，对瞄准国际先进水平，开展隧道盾构前沿技术、共性关键技术研究，促进科研成果产业化，实现可持续发展和保持经济稳定增长，具有重要的战略意义。

类矩形盾构机往往具有多个刀盘，有别于传统圆形盾构的单刀盘，甚至存在有小的偏心刀盘。因此类矩形盾构隧道在切削推进的过程中，由于刀盘之间相互影响，开挖面存在极大的不确定性，需特别关注其稳定性问题。同时，由于开挖面的稳定性问题对环境造成的影响，也应给予足够的重视，而相关研究表明类矩形盾构隧道一个重要问题就是切削面的稳定问题。目前国内关于类矩形盾构的研究较少，还没有能够较好地模拟类矩形盾构刀盘工作的试验系统。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种类矩形盾构切削推进模拟试验系统，以能够模拟类矩形盾构的刀盘在切削推进工作过程中的工作状态，为类矩形盾构切削推进的研究提供一种模拟试验系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种类矩形盾构切削推进模拟试验系统，其特征是，包括以下部分：模型箱，模型箱中填充模型土，模型箱由多个侧壁围成，其中一个侧壁为由透明材料制成的观测壁；类矩形盾构模拟刀盘，位于所述模型箱内；所述类矩形盾构模拟刀盘上设有两个切削刀头；电动机，可移动地安装在一水平导轨上，电动机的输出轴与两个切削刀头传动连接；水平推进装置，与电动机相连接并推动电动机在所述水平导轨上直线运动；观测装置，设置在模型箱外部并与所述观测壁相对。

进一步地，所述观测壁上划有格栅线。

优选地，所述水平推进装置为一千斤顶。

进一步地，所述模型箱上与观测壁相对的侧壁为支承壁，电动机的输出轴穿过支承壁与两个切削刀头传动连接。

进一步地，所述电动机的输出轴与支承壁之间设有轴承。

进一步地，所述电动机有两个，所述两个切削刀头各与一个电动机的输出轴相连接。

优选地，所述模型土中埋设应力、应变及位移传感器。

进一步地，所述刀盘的底部设有出土口。

优选地，所述刀盘的顶部设有多个圆锥形凸起。

优选地，所述观测装置为摄像机。

如上所述，本发明的一种类矩形盾构切削推进模拟试验系统，具有以下有益效果：本发明所涉及的技术方案提供了一种能够模拟类矩形盾构推进切削时的工作状态的试验系统，试验系统配置观测装置，可以观测推进切削过程中的土体运动情况以进行试验分析，本试验系统结构较为简单，试验方便。

附图说明

图1为本发明实施例的类矩形盾构切削推进模拟试验系统示意图。

图2为本发明实施例的类矩形盾构切削推进模拟试验系统中类矩形盾构模拟刀盘的示意图。

图3为本发明实施例的类矩形盾构切削推进模拟试验系统中观测壁上的栅格示意图。

图4为本发明实施例的类矩形盾构切削推进模拟试验系统采用两台电动机分别带动两个切削刀头的方案示意图。

零件标号说明

1   水平导轨                  42  圆锥形凸起

2   千斤顶                    43  出土口

3   电动机                    5   模型箱

31  安装板                    51  支承壁

4  类矩形盾构模拟刀盘         52  观测壁

41  切削刀头                  6   摄像机

具体实施方式