一种土压平衡式盾构施工过程模拟试验装置

摘要

一种土压平衡式盾构施工过程模拟试验装置，上部开口的长方形的土体腔内放置模型盾构机，并充填模拟土体，模型盾构机的中轴线与土体腔的中轴线重叠；模拟土体的上面覆盖一层混凝土垫层，混凝土垫层的上表面通过两个以上的土压千斤顶与水平加载梁相连，水平加载梁通过锚索与土体腔的底部相连；模拟土体内还埋有土压力盒、光栅光纤传感器、位移计，土压力盒、光栅光纤传感器、位移计均与数据采集及处理装置电相连。该装置能更方便、更真实有效地模拟出的城市地铁区间盾构隧道施工对地层及周围环境的影响，为隧道施工与设计提供更真实、准确的实验数据。以保障城市盾构隧道建设的高效与安全。

主权项

1、一种土压平衡式盾构施工过程模拟试验装置，其特征在于：上部开口的长方形的土体腔(20)内放置模型盾构机(40)，并充填模拟土体(25)，模型盾构机(40)的中轴线与土体腔(20)的中轴线重叠；模拟土体(25)的上面覆盖一层混凝土垫层(22)，混凝土垫层(22)的上表面通过两个以上的土压千斤顶(23)与水平加载梁(21)相连，水平加载梁(21)通过锚索(24)与土体腔(20)的底部相连；模拟土体(25)内还埋有土压力盒(31)、光栅光纤传感器(32)、位移计(33)；土压力盒(31)、光栅光纤传感器(32)、位移计(33)均与数据采集及处理装置相连；所述的模型盾构机(40)的具体组成为：a、掘土装置隔板(2)将圆柱形盾壳(1)分隔为前部的土舱(7)和后部的机舱(8)，隔板(2)中间通过刀盘轴承(3)安装刀盘轴(4)，刀盘轴(4)的前端连接刀盘(5)，后端通过机舱(8)内的传动齿轮(15)与固定在机舱(8)上的刀盘电机(6)相连；b、螺旋出土器螺旋杆(9)的前部位于土舱(7)内刀盘(5)后方，其余部分穿过隔板(2)套合在机舱(8)内的出土套筒(11)内，螺旋杆(9)后端与固定在机舱(8)上的出土器电机(10)的电机轴相连；出土套筒(11)的前端固定在隔板(2)上，后端固定在机舱(8)上，出土套筒(11)的后部下方开有出土孔(12)；c、推进装置盾壳(1)的机舱(8)的中后部，周向均匀分布有四个纵向的千斤顶(13)，且四个千斤顶(13)的分布沿机舱(8)尾部的垂直轴线对称。