[实用新型]用于盾构模型试验机的土压力监测系统

说明书

本实用新型提供了一种用于盾构模型试验机的土压力监测系统。该系统包括：刀盘土压力传感器、泥水舱或土舱压力传感器、盾壳土压力传感器、管片土压力传感器、无线信号传输发射器、无线信号接收器、数据采集分析系统。土压力传感器分别嵌于刀盘面板上、盾壳泥水舱或土舱面板上、盾壳表面以及管片表面，一定量的传感器共用一个无线信号传输发射器，用于发射信号，无线接收器以电流信号输出，数据采集分析仪通过标定标准将电流信号转换成土压力数据，从而能够实时监测模型盾构机掘进过程中刀盘、泥水仓、盾壳和管片处的水土压力，并自行构成闭合反馈调节系统，控制泥浆泵工作状态以确保模型盾构机能够安全顺利推进。

技术领域

本实用新型涉及盾构掘进技术领域，尤其涉及一种用于盾构模型试验机的土压力监测系统。

背景技术

随着盾构技术在我国迅速发展，越来越多的隧道建造倾向于选择盾构施工。然而，面对这些复杂的水文和地质条件，盾构的掘进过程是动态多变和不确定的，许多因素都会影响掘进的安全性，因此需要开展室内模型试验加以研究。盾构模型掘进试验中土压力的监测十分重要，为研究盾构-土相互作用机理等相关理论，需要形成配套全面的监测控制系统。

目前，现有技术中还没有一种在盾构模型掘进试验中可同时监测刀盘、盾壳、管片压力变化的监测系统，特别是面对刀盘这种动态旋转的部件，有线的压力传感器无法布置。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种用于盾构模型试验机的土压力监测系统，以解决现有技术的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种用于盾构模型试验机的土压力监测系统，所述盾构模型试验机包括刀盘、泥水舱或土舱、盾壳，所述系统包括：

多个刀盘土压力传感器，每个所述的刀盘土压力传感器分别固定安装于刀盘的面板上，用于测量刀盘与土之间的压力数值；

多个无线信号传输发射器，每个无线信号传输发射器通过电路连接一个或者多个刀盘土压力传感器，获取各个刀盘土压力传感器传输过来的压力数值，发射携带各个刀盘土压力传感器的压力数值的无线信号；

无线信号接收器，置于盾构模型试验机的外部，用于接收各个无线信号传输发射器发射的无线信号，将无线信号转换为电流信号，将电流信号输出给数据采集分析仪；

数据采集分析仪，置于盾构模型试验机的外部，用于通过数据转换协议将接收到的电流信号转换成对应的刀盘处的土压力数据。

进一步地，所述的系统还包括：

多个泥水舱或土舱土压力传感器，每个所述的泥水舱或土舱土压力传感器分别固定安装于泥水舱或土舱的隔板上，用于测量泥水舱或土舱内的泥水压力数值。

进一步地，所述的系统还包括：

多个盾壳土压力传感器，每个所述的盾壳土压力传感器分别固定安装于盾壳的表面上，用于测量盾壳与土之间的压力数值。

进一步地，所述的系统还包括：

多个管片土压力传感器，每个所述的管片土压力传感器分别固定安装于盾构模型试验机的管片的表面上，用于测量管片与土之间的压力数值。

进一步地，所述数据采集仪有线电路连接所述盾壳土压力传感器、泥水舱或土舱隔板土压力传感器和管片土压力传感器，获取盾壳土压力传感器传输过来的盾壳处的土压力数值，获取泥水舱或土舱土压力传感器传输过来的泥水仓或土舱处的土压力数值，获取管片土压力传感器传输过来的管片处的土压力数值。

进一步地，将所述无线信号发射器固定安装在盾构模型试验机的主驱动轴外侧，将所述刀盘土压力传感器安装在刀盘辐条上，将所述刀盘土压力传感器的信号线沿中空的主驱动轴中穿越泥水舱或土舱引出，并接于所述无线信号发射器上。