[发明专利]一种土压可控的盾构机始发及掘进过程模拟试验装置

权利要求书

1.一种土压可控的盾构机始发及掘进过程模拟试验装置，其特征在于，包括可控地层应力模拟土体箱系统、具有注浆与渣土运输功能的盾构模型系统和具有绝对水平稳定性的推进及切削动力系统三部分；

所述可控地层应力模拟土体箱系统包括压力控制模块和箱体；

所述具有注浆与渣土运输功能的盾构模型系统包括刀盘底座、锥形前盾体、集成盾尾、盾壳、传动轴、密封轴承、注浆系统和渣土运输系统；

所述具有绝对水平稳定性的推进及切削动力系统包括水平推进系统、刀盘切削动力系统和水平导向模块。

2.根据权利要求1所述的土压可控的盾构机始发及掘进过程模拟试验装置，其特征在于，所述可控地层应力模拟土体箱系统中：

所述压力控制模块包括压力旋柄、止旋单元、龙门架以及压力传感器；

所述箱体包括入料面、承载面、盾构始发面、格栅加强面以及沉降监测面；

所述入料面为土体箱上表面，提前预留螺孔，通过内六角柱头螺栓与止旋单元连接；

所述承载面为下表面，提前预留螺孔，通过螺栓与底板连接；

所述盾构始发面为盾构机掘进面，其包含加固仓和盾构始发钢环，均预留同心圆孔；

所述加固仓为模拟盾构始发时墙体加固区域，通过钢板与土体隔断，其中填充预制板；

所述盾构始发钢环焊接在始发面外表面，钢环内具有凹槽，凹槽内布置盾构始发及掘进过程密封的聚氨酯圈；

所述格栅加强面表面设有加强格栅；

所述沉降监测面为带有刻度窗的格栅加强面，能够进行土体沉降监测，实时读取参数。

3.根据权利要求1所述的土压可控的盾构机始发及掘进过程模拟试验装置，其特征在于，所述具有注浆与渣土运输功能的盾构模型系统中：

所述刀盘底座为十字形，其与传动轴通过连轴器连接，底座面预留固定可更换刀盘的螺孔；

所述锥形前盾体为内凹锥形圆柱，锥形面中心通过轴承与传动轴连接，表面预留出渣孔、注浆孔以及与盾壳连接的螺孔；

所述集成盾尾为圆柱体，中心预留圆孔通过轴承与传动轴连接，下端预留圆形出渣口，上端上端预留浆液注入口，表面预留螺孔通过螺栓与盾壳相连；

所述盾壳表面预留螺孔分别与前盾体、固定滑块和盾尾连接；

所述传动轴通过联轴器与电机输出端相连。

4.根据权利要求1所述的土压可控的盾构机始发及掘进过程模拟试验装置，其特征在于，所述具有绝对水平稳定性的推进及切削动力系统中：

所述水平推进系统包括直线单轴模组、推进伺服电机、减速齿轮马达承载台；

所述直线单轴模组上有预留螺孔，并通过螺栓固定在底板上；

所述减速齿轮马达承载平台通过螺栓与直线单轴模组上的滑块连接；

所述刀盘切削动力系统包括卧式减速齿轮马达、齿轮组和轴承；

所述卧式减速齿轮马达通过螺栓固定在减速马达承载台上；

所述齿轮组包括主传动轴齿轮和渣土运输传动轴齿轮；

所述水平导向模块包括导向立柱、水平导向轨、壳体固定装置；

所述导向立柱上有预留螺孔，并通过螺栓固定在底板上；

所述水平导轨通过内六角柱头螺栓与导向立柱连接；

所述壳体固定装置包括上、下壳体固定滑块，其上有预留螺孔和圆孔，通过圆孔与水平导向轨滑动连接，通过螺栓与盾构壳体固定连接。

5.根据权利要求2所述的土压可控的盾构机始发及掘进过程模拟试验装置，其特征在于，所述格栅加强面内部连接处设有挡脚板，且与加固仓隔板保持水平。