[发明专利]一种泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置

权利要求书

1.一种泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，包括：模型试验箱；

所述模型试验箱设有箱体(13)，箱体(13)上端盖设有箱盖(11)，箱体(13)内部设有承压板(12)和模拟地层(22)，承压板(12)下部与模拟地层(22)顶部相接触；

模拟地层(22)内部设有模型溶洞(14)；

箱体(13)第一侧部开有通孔，通孔位置与模型溶洞(14)位置相匹配；

通孔处安装有盾构推进装置，盾构推进装置从通孔伸入到箱体(13)内；

箱盖(11)与承压板(12)之间安装有空气加压装置；

模型溶洞(14)连接有测量装置，测量装置用于根据盾构推力、扭矩以及推进距离的变化，来预测盾构推进装置前方溶洞的位置。

2.根据权利要求1所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

盾构推进装置包括：外筒(18)，外筒(18)穿过通孔，安装在箱体(13)内；

外筒(18)内部设有推进杆(19)，推进杆(19)的一端设有刀盘(15)，刀盘(15)伸至外筒(18)的端部；

推进杆(19)的另一端伸出至箱体(13)外部，且连接有驱动刀盘(15)运转的电动机(21)；

外筒(18)采用钢制材料制作。

3.根据权利要求2所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

推进杆(19)上安装有速度传感器(20)，速度传感器(20)用于检测推进杆(19)的速度；

刀盘(15)的转轴位置设有转速传感器(16)，转速传感器(16)用于检测刀盘(15)的转速。

4.根据权利要求2所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

外筒(18)内部设有多根支撑架(17)；

支撑架(17)的两端顶持在外筒(18)的内壁上，支撑架(17)与外筒(18)的内壁通过焊接方式连接；

推进杆(19)采用钢制材料制作，推进杆(19)长度与箱体(13)长度一致。

5.根据权利要求1所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

所述空气加压装置包括：扭盘螺纹扭杆(3)和托盘(4)；

托盘(4)固设到承压板(12)上；托盘(4)和箱盖(11)上分别设有与扭盘螺纹扭杆(3)相适配的螺纹孔；

扭盘螺纹扭杆(3)与箱盖(11)通过螺纹孔连接，扭盘螺纹扭杆(3)与托盘(4)通过螺纹孔连接，旋转扭盘螺纹扭杆(3)对承压板(12)加压，使承压板(12)对模拟地层(22)压实。

6.根据权利要求1所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

所述空气加压装置包括：空气压缩机(9)；

空气压缩机(9)的输出端连接有空气管路，空气管路的一端伸入至箱盖(11)和承压板(12)之间；空气管路上安装有阀门(8)、稳压器(7)以及用于感应空气气压值的压力传感器(6)。

7.根据权利要求3所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

测量装置包括：计算机、应力应变孔压计(1)、测线(2)以及测量杆(5)；

测量杆(5)设置到模型溶洞(14)内；测量杆(5)通过测线(2)与应力应变孔压计(1)连接；

应力应变孔压计(1)获取模型溶洞(14)的水土压力值，并将压力值传输给计算机，计算机实现模拟数据监测。

8.根据权利要求7所述的泥水盾构开挖溶洞位置确定的实验模拟装置，其特征在于，

计算机分别与速度传感器(20)和转速传感器(16)连接，获取推进杆(19)的转速以及刀盘(15)的转速；计算机还获取盾构推进装置的推进距离。