專(zhuān)利名稱(chēng)：隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于巖石力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模擬隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM) 二 維破巖過(guò)程的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)該裝置可以研究隧道掘進(jìn)機(jī)破巖機(jī)理，為長(zhǎng)隧道的施工設(shè)備 和施工參數(shù)選擇提供依據(jù)，另外，本裝置亦可以為巖體斷裂研究提供一種新的實(shí)驗(yàn)手段。
背景技術(shù)：
TBM是隧道掘進(jìn)機(jī)的英文縮寫(xiě)，是一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)堅(jiān)硬巖石的隧道掘進(jìn)機(jī)械。隧道 掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程包含通過(guò)推力作用使?jié)L刀侵入掌子面上巖體中，刀盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刀盤(pán)上 的滾刀對(duì)巖體進(jìn)行碾壓，從而使掌子面的巖石以碎片狀剝落，因此隧道掘進(jìn)機(jī)在長(zhǎng)隧道施 工時(shí)具成洞質(zhì)量好、掘進(jìn)速度快等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)隧道掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)特征和工作特點(diǎn)，影響 隧道掘進(jìn)機(jī)工作效率的主要因素為設(shè)備型號(hào)和施工參數(shù)，包含刀具布置形式，刀具作用力 大小及入巖深度等，而決定這些影響因素的即為隧道所處的地質(zhì)條件，因此要發(fā)揮隧道掘 進(jìn)機(jī)的優(yōu)勢(shì)必須根據(jù)隧道的圍巖特性合理選擇相應(yīng)的設(shè)備和施工參數(shù)。目前隧道掘進(jìn)機(jī)機(jī) 型、刀頭的配置和施工參數(shù)的選取一般根據(jù)室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)成果，但是隧道掘進(jìn)機(jī)施工 對(duì)象為巖體，由于巖體的力學(xué)行為受環(huán)境因素(如地應(yīng)力)和結(jié)構(gòu)因素(如巖體結(jié)構(gòu)面) 的影響，巖石的力學(xué)試驗(yàn)成果并不能代表巖體力學(xué)行為，據(jù)此選擇的設(shè)備和施工參數(shù)不一 定能夠發(fā)揮隧道掘進(jìn)機(jī)的最佳效率。因此有必要開(kāi)發(fā)一種新的試驗(yàn)方法，該方法能夠更加 科學(xué)地模擬隧道掘進(jìn)機(jī)面臨的各種工況(包括刀具的配置、巖體結(jié)構(gòu)面的分布、地應(yīng)力的 作用等)，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，研究不同工況下的巖體破裂機(jī)理，為隧道掘進(jìn)機(jī)選型和刀具配置 提供依據(jù)。本實(shí)用新型在于為研究隧道掘進(jìn)機(jī)破巖機(jī)理提供模擬實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)該裝置可 以得到含結(jié)構(gòu)面的巖體在不同刀間距及地應(yīng)力下的刀具荷載-侵入度關(guān)系及巖體破裂發(fā) 展過(guò)程實(shí)時(shí)圖像。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，研究各種工況條件下巖體破裂的影響因素，為隧 道掘進(jìn)機(jī)選型和刀具配置甚至施工參數(shù)選擇提供直接依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供了一種隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM) 二維加載模擬試驗(yàn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)與普通巖石壓力機(jī)配合，解決了試驗(yàn)對(duì)象的加載問(wèn)題；通過(guò)含結(jié)構(gòu)面 的平板試件，真實(shí)地模擬隧道掘進(jìn)機(jī)的工作對(duì)象；通過(guò)側(cè)向加壓裝置，解決了地應(yīng)力問(wèn)題； 通過(guò)不同刀具的數(shù)量和間距的對(duì)比試驗(yàn)，配合試件的非接觸式的全域?qū)崟r(shí)變形觀(guān)測(cè)系統(tǒng)， 方便快捷地了解不同刀間距作用下巖體破裂規(guī)律，為隧道掘進(jìn)機(jī)選型及刀頭的配置提供依 據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)措施一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置，它包括垂直加載系統(tǒng)、側(cè)壓系統(tǒng)、試件、 縱向荷載和位移記錄系統(tǒng)、試件變形過(guò)程記錄系統(tǒng)，其特征在于球面墊通過(guò)螺栓與壓力機(jī) 橫梁相連，安裝軸式荷載傳感器的垂直荷載傳力柱兩端分別連接球面墊和刀具支架，刀具 通過(guò)螺栓固定在刀具支架上，刀具支架設(shè)有滑槽，楔形刀具通過(guò)內(nèi)六角螺栓固定在滑槽中；右側(cè)板和左側(cè)板通過(guò)四根拉桿連接，左側(cè)板中間設(shè)置一圓孔，水平千斤頂活塞由左向右穿過(guò)圓孔，水平千斤頂通過(guò)內(nèi)六角螺栓與左側(cè)板固定，水平荷載傳力柱通過(guò)六角螺栓固定在 右側(cè)板的左側(cè)；水平荷載傳力柱和水平千斤頂活塞分別安放試件左側(cè)承壓板和試件右側(cè)承 壓板；刀具支架左右兩端各安裝位移傳感器，位移傳感器自由端與試件接觸，位移傳感器和 軸式荷載傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與數(shù)據(jù)采樣儀和計(jì)算機(jī)連接，裝有變焦鏡頭的高速CCD相機(jī)架 設(shè)在試件的前方，相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)連接。垂直加載系統(tǒng)包括連接試驗(yàn)機(jī)的球面墊、垂直荷載傳力柱、軸式荷載傳感器(型 號(hào)=Interface WMC)、刀具支架、刀具。球面墊通過(guò)螺栓與實(shí)驗(yàn)室普通壓力機(jī)(YE-200型) 橫梁相連，安裝軸式荷載傳感器的垂直荷載傳力柱兩端分別連接球面墊和刀具支架，刀具 通過(guò)螺栓固定在刀具支架上。設(shè)備專(zhuān)用加載刀具支架設(shè)有滑槽，楔形刀具通過(guò)內(nèi)六角螺栓 固定在滑槽中，可根據(jù)需要在滑槽中設(shè)置單刀具、雙刀具甚至多刀具(刀具數(shù)量根據(jù)試驗(yàn) 要求但必須考慮刀具和支架尺寸)，刀具通過(guò)在滑槽中移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)刀間距的改變。為提高 刀具的硬度和耐磨性，刀具嵌入硬質(zhì)合金鋼。本實(shí)用新型加載裝置通過(guò)垂直荷載傳力柱與 已有試驗(yàn)機(jī)(YE-200型)的橫梁連接，可以免去設(shè)計(jì)加工復(fù)雜昂貴的荷載源系統(tǒng)，有效地降 低了設(shè)備加工成本。側(cè)壓系統(tǒng)包括水平千斤頂(型號(hào)YD_450)、拉桿和左側(cè)板、右側(cè)板。通過(guò)拉桿連 接設(shè)備兩側(cè)的水平千斤頂和水平荷載傳力柱對(duì)試件施加側(cè)壓力，模擬巖體賦存環(huán)境中的地 應(yīng)力。試件試件安裝在下承壓板、試件左承壓板和試件右承壓板之間。試驗(yàn)采用平板試 件，保證試驗(yàn)在平面應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行。試件采用高強(qiáng)度水泥砂漿預(yù)制，根據(jù)需要試件可預(yù)置 不同間距和傾角的結(jié)構(gòu)面，用以模擬隧道圍巖巖體。垂直荷載和位移記錄系統(tǒng)包括垂直荷載傳力柱間安裝的軸式荷載傳感器(型 號(hào)=Interface WMC)，支架兩端安裝的位移傳感器(型號(hào)WDB)和數(shù)據(jù)采集儀(型號(hào) CDSP)。位移和荷載傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀與計(jì)算機(jī)連接，同步記錄加載刀具受力和侵入試 件的深度。試件變形過(guò)程記錄系統(tǒng)包括帶有變焦鏡頭(型號(hào)尼康A(chǔ)F-S DX)的高速CXD相 機(jī)(型號(hào)BASLER A6411)、計(jì)算機(jī)。相機(jī)架設(shè)在試件正前方，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)連接。由 于試件破壞時(shí)刻和破壞路徑具有不確定性，因此采用非接觸式全場(chǎng)變形觀(guān)測(cè)系統(tǒng)記錄加載 過(guò)程試件的變形情況，確保不遺漏任何變形信息。本實(shí)用新型由以上5個(gè)子系統(tǒng)組成一種模擬隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載試驗(yàn)裝置，它由 連接試驗(yàn)機(jī)的球面墊、垂直荷載傳力柱、軸式荷載傳感器、刀具支架、刀具、左側(cè)板、右側(cè)板、 拉桿、水平千斤頂、水平荷載傳力柱、試件左承壓板、試件右承壓板、試件、位移傳感器、試件 下承壓板、數(shù)據(jù)采樣儀、變焦鏡頭、高速CCD相機(jī)和計(jì)算機(jī)組成。其連接關(guān)系是右側(cè)板和左側(cè)板通過(guò)四根拉桿連接，組成側(cè)壓力支撐系統(tǒng)。左側(cè)板中間設(shè)置一圓 孔，水平千斤頂活塞由左向右穿過(guò)圓孔，水平千斤頂通過(guò)內(nèi)六角螺栓與左側(cè)板固定，水平荷 載傳力柱通過(guò)六角螺栓固定在右側(cè)板的左側(cè)。水平荷載傳力柱和水平千斤頂活塞相對(duì)位置 分別安放試件右承壓板和試件左承壓板，為方便安裝和拆卸試件，承壓板處于活動(dòng)狀態(tài)。為保證試驗(yàn)加載始終處于垂直方向，垂直荷載傳力柱上端設(shè)置球面墊，球面墊通 過(guò)螺栓與壓力機(jī)上橫梁連接，安裝軸式荷載傳感器的垂直荷載傳力柱下端通過(guò)螺栓與加載刀架連接，刀架內(nèi)設(shè)置滑槽，刀具通過(guò)螺栓固定在滑槽內(nèi)。加載支架左右兩端各安裝一只位移傳感器，位移傳感器自由端與試件接觸，測(cè)試 加載支架和試件的相對(duì)位移，亦即刀具貫入試件的深度。位移傳感器和軸式荷載傳感器通 過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與數(shù)據(jù)采樣儀和計(jì)算機(jī)連接。連接變焦鏡頭的高速CCD相機(jī)架設(shè)在試件的正前 方，相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)連接，由專(zhuān)用軟件記錄加載過(guò)程中壓力、位移以及試件變形圖像。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果首先，方法上的創(chuàng)新。目前采用隧道掘進(jìn)機(jī)施工的長(zhǎng)隧道在設(shè)備選型和刀具配置 上主要依據(jù)隧道圍巖的巖石力學(xué)成果，如巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，彈性模量等。由于巖體的力 學(xué)特性與巖石力學(xué)特性間的關(guān)系并不明確，特別是隧道圍巖，由于自然界中巖體結(jié)構(gòu)面的 存在，加之隧道一般處于深埋狀態(tài)，圍巖不可避免受到地應(yīng)力作用，巖石力學(xué)特性和巖體力 學(xué)特性不能相互替代。因此僅僅根據(jù)巖石力學(xué)特性選擇設(shè)備參數(shù)和施工參數(shù)不一定能夠發(fā) 揮隧道掘進(jìn)機(jī)的最優(yōu)效率。本實(shí)用新型根據(jù)巖體的實(shí)際狀態(tài)，參考巖石力學(xué)特性(試件制 作時(shí)根據(jù)巖石力學(xué)特性配置砂漿)，通過(guò)模擬巖體的實(shí)際狀態(tài)(結(jié)構(gòu)面和地應(yīng)力)，研究不 同刀具布局和加載參數(shù)情況下巖體破裂機(jī)理，從而對(duì)設(shè)備參數(shù)和施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，有利 于TBM施工效率的提高。其次，在研究巖體斷裂試驗(yàn)方面，本方法試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加豐富、全面 可靠。由于巖體破裂主要是變形發(fā)展到一定程度的宏觀(guān)效應(yīng)，裂紋演化跟蹤主要通過(guò)變形 測(cè)量實(shí)現(xiàn)。目前巖體斷裂試驗(yàn)時(shí)測(cè)試試件變形主要采取接觸方法，如在試件可能破裂方向 黏貼有限數(shù)量的電阻片。由于巖石介質(zhì)的非均勻性，巖體斷裂方向不易確定，裂紋可能不按 預(yù)先設(shè)置的路徑發(fā)展，另外受電阻片量程的限制，不能測(cè)量大變形。本實(shí)用新型采用全場(chǎng)非 接觸形式的數(shù)字散斑技術(shù)，可以不受變形大小和方位限制，得到全場(chǎng)變形數(shù)據(jù)。因此本實(shí)用 新型在試驗(yàn)手段上比目前方法更可靠。

圖1為一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置示意圖。圖2為一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置局部剖面圖。其中1-球面墊、2-垂直荷載傳力柱、3-軸式荷載傳感器、4-刀具支架、5-刀具、 6-左側(cè)板、7-右側(cè)板、8-拉桿、9-水平千斤頂、10-水平荷載傳力柱、11-試件左側(cè)承壓板、 12-試件右側(cè)承壓板、13-試件、14-位移傳感器、15-試件下承壓板、16-數(shù)據(jù)采樣儀、17-變 焦鏡頭、18-高速CXD相機(jī)、19-計(jì)算機(jī)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置，它由連接試驗(yàn)機(jī)球面墊1、垂直荷載傳力 柱2、軸式荷載傳感器(型號(hào)=Interface WMC) 3、刀具支架4、刀具5、左側(cè)板6、右側(cè)板7、拉 桿8、水平千斤頂(型號(hào)YD-450)9、水平荷載傳力柱10、試件左側(cè)承壓板11、試件右側(cè)承壓 板12、試件13、位移傳感器(型號(hào)WDB) 14、試件下承壓板15、數(shù)據(jù)采樣儀(型號(hào)CDSP) 16、 變焦鏡頭(型號(hào)尼康A(chǔ)F-S DX) 17、高速CCD相機(jī)(型號(hào)BASLER A6411) 18、計(jì)算機(jī)19組成，可以分為5個(gè)子系統(tǒng)垂直加載系統(tǒng)包括連接試驗(yàn)機(jī)的球面墊1、垂直荷載傳力柱2、軸式荷載傳感器3、刀具支架4、刀具5。球面墊1通過(guò)螺栓與實(shí)驗(yàn)室普通壓力機(jī)(YE-200型)橫梁相連，安 裝軸式荷載傳感器3的垂直荷載傳力柱2兩端分別連接球面墊1和刀具支架4，刀具5通 過(guò)螺栓固定在刀具支架4上。設(shè)備專(zhuān)用加載刀具支架4設(shè)有滑槽，楔形刀具5通過(guò)內(nèi)六角 螺栓固定在滑槽中，可根據(jù)需要在滑槽中設(shè)置單刀具、雙刀具甚至多刀具(刀具數(shù)量根據(jù) 試驗(yàn)要求但必須考慮刀具和支架尺寸)，刀具5通過(guò)在滑槽中移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)刀間距的改變。 為提高刀具5的硬度和耐磨性，刀具嵌入硬質(zhì)合金鋼。側(cè)壓系統(tǒng)包括水平千斤頂9 (型號(hào)YD_450)、拉桿8和左側(cè)板6、右側(cè)板7。通過(guò) 拉桿8連接設(shè)備兩側(cè)的水平千斤頂和水平荷載傳力柱對(duì)試件施加側(cè)壓力，模擬巖體賦存環(huán) 境中的地應(yīng)力。試件試件13安裝在試件下承壓板、試件左承壓板和試件右承壓板之間。試驗(yàn)采 用平板試件，保證試驗(yàn)在平面應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行。試件13采用高強(qiáng)度水泥砂漿預(yù)制，根據(jù)需 要試件可預(yù)置不同間距和傾角的結(jié)構(gòu)面，用以模擬隧道圍巖巖體。垂直荷載和位移記錄系統(tǒng)包括垂直荷載傳力柱間安裝的軸式荷載傳感器(型 號(hào)=Interface WMC)，刀具支架處安裝的位移傳感器14(型號(hào)WDB)和數(shù)據(jù)采集儀16 (型 號(hào)CDSP)。位移傳感器14和軸式荷載傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀16與計(jì)算機(jī)19連接，同步記 錄加載刀具受力和侵入試件的深度。試件變形過(guò)程記錄系統(tǒng)包括帶有變焦鏡頭17 (型號(hào)尼康A(chǔ)F-S DX)的高速CXD 相機(jī)18(型號(hào)BASLER A6411)、計(jì)算機(jī)19。高速CXD相機(jī)18架設(shè)在試件13正前方，通過(guò) 數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)19連接。由于試件13破壞時(shí)刻和破壞路徑具有不確定性，因此采用非接 觸式全場(chǎng)變形觀(guān)測(cè)系統(tǒng)記錄加載過(guò)程試件的變形情況，確保不遺漏任何變形信息。本實(shí)用新型由以上5個(gè)子系統(tǒng)組成一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維模擬加載試驗(yàn)裝置，它由 連接試驗(yàn)機(jī)球面墊1、垂直荷載傳力柱2、軸式荷載傳感器3、刀具支架4、刀具5、左側(cè)板6、 右側(cè)板7、拉桿8、水平千斤頂9、水平荷載傳力柱10、試件左側(cè)承壓板11、試件右側(cè)承壓板 12、試件13、位移傳感器14、試件下承壓板15、數(shù)據(jù)采樣儀16、鏡頭17、高速C⑶相機(jī)18、計(jì) 算機(jī)19組成。其連接關(guān)系是右側(cè)板7和左側(cè)板6通過(guò)四根拉桿8連接，組成側(cè)壓力支撐系統(tǒng)。左側(cè)板6中間 設(shè)置一圓孔，水平千斤頂9活塞由左向右穿過(guò)圓孔，水平千斤頂9通過(guò)內(nèi)六角螺栓與左側(cè)板 6固定。水平荷載傳力柱10通過(guò)六角螺栓固定在右側(cè)板7的左側(cè)；水平荷載傳力柱10和 水平千斤頂9活塞相對(duì)位置分別安放試件右承壓板12和試件左承壓板11，試件下承壓板 15起支撐試件左承壓板11、試件右承壓板12和試件13的作用。為方便安裝和拆卸試件， 試件左承壓板11和試件右承壓板12處于活動(dòng)狀態(tài)。水平千斤頂9活塞推動(dòng)試件左承壓板 11給試件13左側(cè)提供均勻壓力，試件右承壓板12通過(guò)反力為試件13右側(cè)提供與左側(cè)大小 相等，方向相反的側(cè)壓力。為保證試驗(yàn)加載始終處于垂直方向，垂直荷載傳力柱2上端設(shè)置球面墊1，球面墊 1通過(guò)螺栓與壓力機(jī)上橫梁連接，安裝軸式荷載傳感器3的垂直荷載傳力柱2下端通過(guò)螺 栓與刀具支架4連接，刀具支架4內(nèi)設(shè)置滑槽，刀具5通過(guò)螺栓固定在滑槽內(nèi)，刀具5根據(jù) 需要可在滑槽中移動(dòng)改變刀間距及改變刀具5數(shù)量。通過(guò)壓力機(jī)橫梁經(jīng)過(guò)垂直荷載傳力柱2給刀具5施加荷載。刀具支架4左右兩端各安裝一只位移傳感器14，位移傳感器14自由端與試件13接觸，測(cè)試刀具支架4和試件13的相對(duì)位移，亦即刀具5貫入試件13的深度。 位移傳感器14和軸式荷載傳感器3通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與數(shù)據(jù)采樣儀16和計(jì)算機(jī)19連接。連接 變焦鏡頭17的高速CCD相機(jī)18架設(shè)在試件13的正前方，相機(jī)18通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)19 連接。
權(quán)利要求一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置，它包括垂直加載系統(tǒng)、側(cè)壓系統(tǒng)、試件(13)、縱向荷載和位移記錄系統(tǒng)、試件變形過(guò)程記錄系統(tǒng)，其特征在于球面墊(1)通過(guò)螺栓與壓力機(jī)橫梁相連，安裝軸式荷載傳感器(3)的垂直荷載傳力柱(2)兩端分別連接球面墊(1)和刀具支架(4)，刀具(5)通過(guò)螺栓固定在刀具支架(4)上，刀具支架(4)設(shè)有滑槽，楔形刀具(5)通過(guò)內(nèi)六角螺栓固定在滑槽中；右側(cè)板(7)和左側(cè)板(6)通過(guò)四根拉桿(8)連接，左側(cè)板(6)中間設(shè)置一圓孔，水平千斤頂(9)活塞由左向右穿過(guò)圓孔，水平千斤頂(9)通過(guò)內(nèi)六角螺栓與左側(cè)板(6)固定，水平荷載傳力柱(10)通過(guò)六角螺栓固定在右側(cè)板(7)的左側(cè)；水平荷載傳力柱(10)和水平千斤頂(9)活塞分別安放試件左側(cè)承壓板(11)和試件右側(cè)承壓板(12)；刀具支架(4)左右兩端各安裝位移傳感器(14)，位移傳感器(14)自由端與試件(13)接觸，位移傳感器(14)和軸式荷載傳感器(3)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與數(shù)據(jù)采樣儀(16)和計(jì)算機(jī)(19)連接，裝有變焦鏡頭(17)的高速CCD相機(jī)(18)架設(shè)在試件(13)的前方，高速CCD相機(jī)(18)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述 的試件(13)安裝在試件下承壓板(15)、試件左側(cè)承壓板(11)和試件右側(cè)承壓板(12)之 間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述 的楔形刀具(5)模擬隧道掘進(jìn)機(jī)滾刀，刀具(5)嵌入硬質(zhì)合金鋼。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種隧道掘進(jìn)機(jī)二維加載模擬試驗(yàn)裝置，該裝置利用球面墊通過(guò)螺栓與普通壓力機(jī)橫梁相連，安裝軸式荷載傳感器的垂直荷載傳力柱兩端分別連接球面墊和刀具支架，刀具通過(guò)螺栓固定在刀具支架上，加載支架左右兩端各安裝位移傳感器，位移傳感器和軸式荷載傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采樣儀和計(jì)算機(jī)連接；水平千斤頂通過(guò)螺栓與左側(cè)板固定，水平荷載傳力柱固定在右側(cè)板的左側(cè)，通過(guò)四根拉桿連接右側(cè)板和左側(cè)板，水平荷載傳力柱和水平千斤頂活塞端部分別安放試件右承壓板和試件左承壓板；高速CCD相機(jī)架設(shè)在試件的前方，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)連接。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于加工，成本低，試驗(yàn)數(shù)據(jù)豐富，測(cè)試結(jié)果全面、可靠性高。
文檔編號(hào)G01N3/08GK201561897SQ20092026837
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月21日
發(fā)明者劉亞群, 劉博 , 周青春, 夏祥, 李俊如, 李海波, 羅超文 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所