[发明专利]用于砂土中模拟盾构机掘进的模型试验装置

摘要

本发明公开了一种用于砂土中模拟盾构掘进的模型试验装置，包括盾构机支撑架、盾构机外钢筒、开挖面切削单元、排砂单元、模型盾构机顶进单元以及压力监测单元；盾构机外钢筒固定在盾构机支撑架上，盾构机外钢筒内设有盾头和模型隧道；压力监测单元包括盾构机头封闭仓内的压力传感器和盾构机尾部的拉压传感器；排砂单元包括无级变速吸尘器、PVC吸气管和PVC进气管；依次相互连接的无级变速吸尘器、PVC吸气管、盾构机头封闭仓和PVC进气管形成一用于排砂的气体循环通路。本发明采用吸尘器原理来进行排砂，节省了模型盾构机内部的操作空间，为盾构机后方模型隧道内部布置传感器进行监测创造了条件，其排砂方法更直接、有效、可靠，便于试验操作。

主权项

一种用于砂土中模拟盾构掘进的模型试验装置，包括盾构机支撑架(1)、盾构机外钢筒(2)、开挖面切削单元、排砂单元、模型盾构机顶进单元以及压力监测单元；所述盾构机外钢筒(2)固定在所述盾构机支撑架(1)上，所述盾构机外钢筒(2)的前端设有可拆卸盾头(3)，所述可拆卸盾头(3)包括盾构机头封闭仓(4)；所述盾构机外钢筒(2)内位于所述可拆卸盾头(3)的后方设有模型隧道(5)；所述开挖面切削单元包括设置在所述盾构机头封闭仓(4)内的桨状刀片(6)，设置在盾构机尾部的伺服电机(7)，所述伺服电机(7)通过传动杆将动力传递给所述桨状刀片(6)；所述模型盾构机顶进单元为三自由度顶进台；所述压力监测单元包括设置在盾构机头封闭仓(4)内的压力传感器(8)和固定在盾构机外钢筒(2)尾部的拉压传感器(9)；其特征在于：所述排砂单元包括无级变速吸尘器、PVC吸气管(10)和PVC进气管(11)；所述无级变速吸尘器的吸气口通过所述PVC吸气管(10)与所述盾构机头封闭仓(4)连通；所述PVC进气管(11)的一端与所述盾构机头封闭仓(4)连通，所述PVC进气管(11)的另一端与大气连通用于为盾构机头封闭仓(4)进行补气，依次相互连接的无级变速吸尘器、PVC吸气管(10)、盾构机头封闭仓(4)和PVC进气管(11)形成一用于排砂的气体循环通路。