[实用新型]一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置

说明书

本实用新型提供一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置，由箱体、箱盖、压板、拉环、环形橡胶垫、加热板、温度传感器、螺栓共同组成，通过布置在土箱中的加热板对试验土体进行加热，在压板楔形头处形成高强泥饼，通过外部连接的拉拔测力装置对压板进行拉拔，测量土体升温条件下压板与土体间的黏附力，模拟外部环境改变时引起的土体升温对土体与刀盘界面黏附情况的影响，为测定特殊环境下土体与刀盘黏附规律并进行优化设计提供一种有效手段。

技术领域

本实用新型属于隧道与地下工程试验仪器技术领域，特别涉及一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置。

背景技术

如今，盾构施工凭借其高效安全的优点在城市轨道建设中得到了充分应用，然而刀盘结泥饼问题常常给盾构施工带来不利影响。当盾构机在淤泥质黏土和粉质黏土等地层中掘进时，刀盘切削下来的土体极易黏附在刀盘表面形成泥饼，严重的刀盘结泥饼甚至会糊满刀盘表面，带来刀盘扭矩增大、掘进效率降低等问题。因此，对土体与刀盘间的黏附情况开展研究。从而探索有效的方法消除泥饼的危害，有着十分重要的工程价值。

目前，关于土体与金属界面间黏附情况的研究已有很多。如王宏民在《黏土地基对结构物的吸附力研究》中，对布置在土中的试验板施加法向的拉力以观察土体与金属界面间的黏附情况；侯磊在《仿生微电渗减黏脱附探索》中，使用美特斯电子万能试验机对土中的测盘进行电渗拉拔试验，观察土体与金属界面间的黏附情况。现有的试验装置和技术手段往往直接对测盘进行拉拔以观察黏附力变化情况，对于外部环境改变引起的土体升温无法进行模拟，无法测定外部环境改变引起的土体升温对土体与刀盘界面黏附情况的影响。

为克服以上不足，本实用新型提出一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置，通过布置在土箱中的加热板对试验土体进行加热，土体升温后在压板楔形头表面形成高强泥饼，达到改变外部环境引起土体升温的目的，为测定特殊环境下土体与刀盘黏附规律并进行优化设计提供一种有效手段。

实用新型内容

本实用新型提出一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置，其目的在于解决目前的试验手段对于外部环境改变引起的土体升温无法进行模拟，无法测定外部环境改变引起的土体升温对土体与刀盘界面黏附情况的影响的问题，通过布置在土箱中的加热板6对试验土体进行加热，土体升温后在压板3楔形头表面形成高强泥饼，达到改变外部环境引起土体升温的目的，为测定特殊环境下土体与刀盘黏附规律并进行优化设计提供一种有效手段。

一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置，其特征在于，包括箱体1、箱盖2、压板3、拉环4、环形橡胶垫5、加热板6、温度传感器7、螺栓8；

所述箱体1采用绝热材料，外形及内部空间呈“T”字型，下部矩形空间存放试验土体，上部矩形管道容纳压板3，压板3在箱体1上部矩形管道中可上下移动；上部矩形管道内壁设置环形橡胶垫5，防止压板3上拔时将土体和水带出；

所述压板3在顶部均匀设有3个拉环4，可与拉拔测力装置相连，压板3底部有楔形头，土体升温时在压板3楔形头表面形成高强泥饼；

所述箱盖2布置在箱体1下部，通过左右两侧的螺栓8与箱体1固定或分离，向箱体1中装土时去除箱盖2，装土完毕后，箱盖2固定在箱体1上。

所述箱体1在下部矩形空间的左右两侧内壁上开设3层凹槽，凹槽内布置加热板(6)，对不同深度的土体进行加热，可以实现对土体精细化温度控制；所述加热板6由金属板及加热电阻丝共同组成，加热电阻丝布置在金属板在与箱体1接触的一侧表面上，呈S型布置，通过加热板6对试验土体进行加热；

所述箱体1在下部矩形空间的上侧内壁布置6个温度传感器7，位于上部矩形管道的左右两侧；所述箱盖2在内壁均匀布置7个温度传感器7；所述温度传感器7与外部数据采集装置相连。