[发明专利]一种顶管机用摩擦力测试装置

说明书

本发明提供一种顶管机用摩擦力测试装置，考虑了环境压力、土体压力、土体含水量等各种因素，更好的模拟现实工况，同时利用柔性膜包裹土体试样，保证土体试样的完整性，而且在柔性膜外设置有微孔，模拟实际土体的可渗透性，使试验数据更准确。

技术领域

本发明涉及一种摩擦力测试装置，更具体地说是涉及一种顶管机用摩擦力测试装置。

背景技术

顶管开挖是一种常用的地下非开挖铺管技术，相对于开槽明挖施工而言，施工效率高，污染小。在顶管施工过程中，需要管道克服四周土体的摩擦才能行进。由于四周土体的摩擦阻力大，现有的顶管施工过程中，需要利用润滑剂减小摩擦阻力，润滑剂减阻的效果与润滑剂的注入压力、四周土体的性质以及土体所受到的压力等均有关，针对不同的施工环境，需要选择合适的润滑剂的注入压力，这对于设计施工方案是极其有利的。

由于顶管机设备庞大，在线测试较为困难，针对不同施工环境，为了便于设计施工方案，需要进行模拟测试，利用测试装置模拟顶管与土体之间的相对滑动，获取润滑剂的注入压力，优化润滑剂的减阻性能，为具体施工提供实验依据。但现有的模拟测试装置较为简单，精度较差，顶管与土体之间的摩擦测试不够精确。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种精确度高的顶管机用摩擦力测试装置，可以提高测量精度，为具体施工提供更精确的实验依据。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

一种顶管机用摩擦力测试装置，所述摩擦力测试装置包括柱状的测试壳体，测试壳体的上端设置有上端盖，测试壳体的下端设置有下端盖，测试试件放置在下端盖上，测试试件包括柔性膜、土体试样、管道试件、上堵头、下堵头，柔性膜包裹土体试样和上堵头，柔性膜表面设置有微孔，下堵头设置在下端盖的上方，管道试样设置在下堵头上方，土体试样在管道试件的上方，上堵头设置在土体试样的上方，下端盖、下堵头、管道试件内均设置有润滑剂注入通道，润滑剂注入管通过下端盖、下堵头、管道试件内的润滑剂注入通道延伸至土体试样和管道试件的交界处，上堵头内还均设置有液体注入通道，液体注入管通过上堵头内的液体注入通道延伸至土体试样与上堵头的交界处，上端盖的中部穿设有活塞杆，活塞杆的端部连接有第一载荷传感器，第一载荷传感器的端部还连接有第一承压板，第一承压板与上堵头接触，上端盖内还设置有气体注入通道，上端盖内的气体注入通道连接气源，上端盖上还设置有排气通道，排气通道与排气阀连通；还包括推力油缸，推力油缸通过推杆向管道试件施加推力，推杆的端部连接有第二载荷传感器，第二载荷传感器的端部还连接有第二承压板，第二承压板与管道试件的侧壁抵接。

作为一种优选的方案，在土体试样与上堵头的交界处设置有孔隙板，用于将液体注入通道的液体更均匀的渗入土体试样中。

作为一种优选的方案，润滑剂注入管道上还设置有润滑剂控制阀。

作为一种优选的方案，液体注入管上还设置有液体注入控制阀。

作为一种优选的方案，润滑剂注入管道上还设置有润滑剂注入泵。

作为一种优选的方案，管道试件为混凝土材质。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的摩擦测试装置考虑了环境压力、土体压力、土体含水量等各种因素，更好的模拟现实工况，同时利用柔性膜包裹土体试样，保证土体试样的完整性，而且在柔性膜外设置有微孔，模拟实际土体的可渗透性，使试验数据更准确。

2、本发明通过在土体试样上部设置孔隙板，使液体更均匀的渗透至土样试体，更好的控制含水量。

3、本发明通过改变润滑剂压力，使推力油缸运动设定的距离，采集推力油缸的推力峰值，能够更好的比较不同压力润滑油工况下的摩擦力。

4、本发明通过改变润滑剂压力，绘制摩擦力与润滑剂压力曲线，为工程实践中润滑剂压力的设定提供依据。