[发明专利]用于室内盾构模型试验始发反力传递装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于室内模型试验反力传递装置，尤其适用于为室内盾构模型试验始发提供反力的用于室内盾构模型试验始发反力传递装置。本发明还涉及该用于室内盾构模型试验始发反力传递装置的使用方法。

背景技术

模型试验是盾构隧道相关研究工作的一种重要手段。国内外学者基于相似理论提出一些简化的室内盾构模型试验系统。为满足盾构模型试验需要，国内学者提出了一些盾构反力系统。专利CN 103256056 A提出了一种能实现反力自平衡的盾构模型机始发装置，但盾构模型可推进的行程偏小，盾构模型底部的导轨为轮轨，试验时盾构模型姿态容易发生变化。专利CN 103035163 A提出一种盾构试验机支撑及反力推进装置，但同样存在盾构模型推进行程偏小，且盾构模型上无姿态约束，在单一液压推进时容易形成偏心力，导致盾构上漂或栽头。

既有的盾构室内试验系统，一般是由盾构模型尾部加装的1～4个液压千斤顶来为盾构推进提供反力。由于液压千斤顶数目较少，试验过程中往往由于千斤顶间不协调，各千斤顶间推力值变化不同步，造成对盾构模型的顶推力有较大偏心，进而造成盾构模型姿态变化，影响模型试验结果。同时，受尺寸和场地限制，这些盾构模型反力传递设备不能模拟盾构始发，且受限于反力架的不可移动性以及油缸的长度，盾构模型可以推进的行程往往偏小，无法实现盾构模型连续掘进试验。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种具有可变行程的定向始发反力传递的用于室内盾构模型试验始发反力传递装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该用于室内盾构模型试验始发反力传递装置的使用方法。

为了解决第一个技术问题，本发明提供的用于室内盾构模型试验始发反力传递装置，反力架上安装有轨道梁，前推力架和后推力架之间固定连接，所述的前推力架与盾构模型固定连接，所述的后推力架的底部设有推力架滑座，后推力架的两侧预留有孔洞，油缸穿过所述的后推力架的孔洞，所述的油缸的油缸活塞杆固定连接在所述的反力架上，所述的油缸的缸体安装有油缸支撑座，所述的油缸支撑座和所述的推力架滑座共同安装于所述的轨道梁上并能在轨道梁上定向自由滑动，所述的油缸上设有油缸前端传力凸台和油缸中部传力凸台，所述的后推力架背离前所述的推力架的一侧设置有卡槽，包括能插入到所述的卡槽内的承压板，所述的承压板插入到所述的卡槽时，所述的承压板能挡住所述的油缸上的所述的油缸前端传力凸台和油缸中部传力凸台通过所述的后推力架上的孔洞。

所述的卡槽上设有插销锁，所述的承压板上设有容纳所述的插销锁插入的插销锁插口。

所述的承压板上设有承压板把手。

所述的推力架滑座下方设有弯钩，所述的弯钩勾住所述的轨道梁的翼缘。

所述的后推力架上设有吊耳。

所述的反力架用螺栓固定在地面，地面浇筑有为所述的反力架提供水平向支撑力的预制混凝土台。

所述的前推力架的环板直径略小于所述的盾构模型，所述的前推力架嵌入所述的盾构模型固定连接。

所述的前推力架和所述的后推力架用螺栓连接。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的使用用于室内盾构模型试验始发反力传递装置的方法，盾构开始推进时，油缸的油缸前端传力凸台先抵住承压板，油缸加压推进，在油缸推进一定行程后，拔移承压板使其处于非工作状态，同时油缸泄压，缸体回缩，将承压板抵住油缸上的油缸中部传力凸台，油缸继续加压推进；若试验仍需更大行程，同样在油缸泄压后退后在承压板与油缸上的油缸中部传力凸台间加设支撑并继续推进。

拔移时承压板用相应插销锁固定承压板使承压板处于非工作状态。

采用上述技术方案的用于室内盾构模型试验始发反力传递装置及其使用方法，前推力架和后推力架通过螺栓连接。前推力架用钢制环板与筋板焊接而成，与盾构模型接触侧环板外径略小于盾构模型内壁直径，保证前推力架能嵌入盾构模型中，与盾构模型直接接触。在提供后推力的同时，前推力架能够为盾构模型尾部提供约束，限制盾构模型盾尾姿态变化。