類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市政交通建設(shè)的加快和周邊環(huán)境保護(hù)要求的提高，在軟土地區(qū)城市地下通道等工程的施工，對非開挖技術(shù)提出了更高的要求，要能夠減小對環(huán)境影響，適應(yīng)淺埋的施工條件。類矩形盾構(gòu)隧道因其斷面利用率高、施工成本低、地面沉降控制效果好等特點，受到了廣泛的關(guān)注，對其的研究應(yīng)用可謂大勢所趨。隨著大斷面矩形頂管案例的成功實施，對類矩形盾構(gòu)隧道的研究更是迫在眉睫。當(dāng)前正處于我國地下空間飛速發(fā)展的時期，蘊(yùn)含著巨大的潛力。類矩形盾構(gòu)相關(guān)技術(shù)的研究，能極大提高我國在國際隧道掘進(jìn)行業(yè)中的競爭優(yōu)勢，將我國類矩形盾構(gòu)設(shè)備與施工技術(shù)提升到一個全新的水平。同時還將帶動類矩形盾構(gòu)相關(guān)配套產(chǎn)品的發(fā)展，進(jìn)而帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，對瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平，開展隧道盾構(gòu)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)研究，促進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長，具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]類矩形盾構(gòu)機(jī)往往具有多個刀盤，有別于傳統(tǒng)圓形盾構(gòu)的單刀盤，甚至存在有小的偏心刀盤。因此類矩形盾構(gòu)隧道在切削推進(jìn)的過程中，由于刀盤之間相互影響，開挖面存在極大的不確定性，需特別關(guān)注其穩(wěn)定性問題。同時，由于開挖面的穩(wěn)定性問題對環(huán)境造成的影響，也應(yīng)給予足夠的重視，而相關(guān)研究表明類矩形盾構(gòu)隧道一個重要問題就是切削面的穩(wěn)定問題。目前國內(nèi)關(guān)于類矩形盾構(gòu)的研究較少，還沒有能夠較好地模擬類矩形盾構(gòu)刀盤工作的試驗系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)，以能夠模擬類矩形盾構(gòu)的刀盤在切削推進(jìn)工作過程中的工作狀態(tài)，為類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)的研究提供一種模擬試驗系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)，其特征是，包括以下部分:模型箱，模型箱中填充模型土，模型箱由多個側(cè)壁圍成，其中一個側(cè)壁為由透明材料制成的觀測壁；類矩形盾構(gòu)模擬刀盤，位于所述模型箱內(nèi)；所述類矩形盾構(gòu)模擬刀盤上設(shè)有兩個切削刀頭；電動機(jī)，可移動地安裝在一水平導(dǎo)軌上，電動機(jī)的輸出軸與兩個切削刀頭傳動連接；水平推進(jìn)裝置，與電動機(jī)相連接并推動電動機(jī)在所述水平導(dǎo)軌上直線運(yùn)動；觀測裝置，設(shè)置在模型箱外部并與所述觀測壁相對。
[0006]進(jìn)一步地，所述觀測壁上劃有格柵線。
[0007]優(yōu)選地，所述水平推進(jìn)裝置為一千斤頂。
[0008]進(jìn)一步地，所述模型箱上與觀測壁相對的側(cè)壁為支承壁，電動機(jī)的輸出軸穿過支承壁與兩個切削刀頭傳動連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述電動機(jī)的輸出軸與支承壁之間設(shè)有軸承。
[0010]進(jìn)一步地，所述電動機(jī)有兩個，所述兩個切削刀頭各與一個電動機(jī)的輸出軸相連接。
[0011]優(yōu)選地，所述模型土中埋設(shè)應(yīng)力、應(yīng)變及位移傳感器。
[0012]進(jìn)一步地，所述刀盤的底部設(shè)有出土口。
[0013]優(yōu)選地，所述刀盤的頂部設(shè)有多個圓錐形凸起。
[0014]優(yōu)選地，所述觀測裝置為攝像機(jī)。
[0015]如上所述，本實用新型的一種類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)，具有以下有益效果:本實用新型所涉及的技術(shù)方案提供了一種能夠模擬類矩形盾構(gòu)推進(jìn)切削時的工作狀態(tài)的試驗系統(tǒng)，試驗系統(tǒng)配置觀測裝置，可以觀測推進(jìn)切削過程中的土體運(yùn)動情況以進(jìn)行試驗分析，本試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，試驗方便。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例的類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型實施例的類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)中類矩形盾構(gòu)模擬刀盤的不意圖。
[0018]圖3為本實用新型實施例的類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)中觀測壁上的柵格示意圖。
[0019]圖4為本實用新型實施例的類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)采用兩臺電動機(jī)分別帶動兩個切削刀頭的方案示意圖。
[0020]零件標(biāo)號說明
[0021]I水平導(dǎo)軌42圓錐形凸起
[0022]2千斤頂 43出土口
[0023]3電動機(jī) 5模型箱
[0024]31安裝板 51支承壁
[0025]4類矩形盾構(gòu)模擬刀盤52觀測壁
[0026]41切削刀頭6攝像機(jī)
【具體實施方式】
[0027]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0028]圖1至圖2所示為本實用新型所涉及的一種類矩形盾構(gòu)切削推進(jìn)模擬試驗系統(tǒng)，包括一個模型箱5、水平推進(jìn)裝置、電動機(jī)3和類矩形盾構(gòu)模擬刀盤4，電動機(jī)3安裝在水平導(dǎo)軌I上，水平推進(jìn)裝置可以推動電動機(jī)3在水平導(dǎo)軌I上直線運(yùn)動以模擬推進(jìn)運(yùn)動，電動機(jī)3的輸出軸與類矩形盾構(gòu)模擬刀盤4中的兩個切削刀頭41傳動連接，帶動切削刀頭41轉(zhuǎn)動以模擬切削運(yùn)動，類矩形盾構(gòu)模擬刀盤4及兩個切削刀頭41位于模型箱5內(nèi)被埋置于模型土中，切削刀頭41在裝有模型土的模型箱5內(nèi)做推進(jìn)切削運(yùn)動使模型土產(chǎn)生運(yùn)動。
[0029]水平推進(jìn)裝置能夠提供推進(jìn)運(yùn)動和推進(jìn)力，在本實施方案中，如圖1和圖4所示，水平推進(jìn)裝置為千斤頂2，采用液壓驅(qū)動，千斤頂2與水平導(dǎo)軌I之間相對固定安裝，千斤頂2的頂桿與電動機(jī)3的機(jī)殼后端連接，電動機(jī)3的機(jī)殼底部設(shè)置有與水平導(dǎo)軌I配合的導(dǎo)軌配合機(jī)構(gòu)，比如滑塊或者滾輪，使電動機(jī)3在水平推進(jìn)裝置的作用下能沿水平導(dǎo)軌I做直線運(yùn)動。當(dāng)千斤頂2的頂桿頂進(jìn)或者縮回時，千斤頂2能夠帶動電動機(jī)3沿水平導(dǎo)軌I頂進(jìn)或者縮回。
[0030]類矩形盾構(gòu)模擬刀盤4包括兩個切削刀頭41，電動機(jī)3的輸出軸與類矩形盾構(gòu)模擬刀盤4的兩個切削刀頭41傳動連接?？梢杂靡粋€電動機(jī)3通過傳動機(jī)構(gòu)帶動兩個切削刀頭41轉(zhuǎn)動，比如采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)來帶動兩個切削刀頭41轉(zhuǎn)動，也可以采用兩臺電動機(jī)3分別帶動兩個切削刀頭41轉(zhuǎn)動。如圖4所示，在使用兩臺電動機(jī)3分別帶動兩個切削刀頭41的實施例中，每個電動機(jī)3的輸出軸上連接一個切削刀頭41，兩臺電動機(jī)3分別帶動兩個切削刀頭41轉(zhuǎn)動。當(dāng)采用兩臺電動機(jī)3分別帶動兩個切削刀頭41轉(zhuǎn)動時，可以為兩臺電動機(jī)3分別配置一個水平頂進(jìn)裝置，本實施例中，采用兩個千斤頂2分別頂進(jìn)兩臺電動機(jī)3，兩個液壓千斤頂2均與水平導(dǎo)軌I相對固定安裝，兩個千斤頂2的頂桿分別與兩臺電動機(jī)3的機(jī)殼后端連接，兩臺電動機(jī)3的機(jī)殼底部均設(shè)置有安裝板31，安裝板31上設(shè)置有與水平導(dǎo)軌I配合的滾輪，水平導(dǎo)軌I為鋼導(dǎo)軌，電動機(jī)3在水平推進(jìn)裝置的作用下能沿水平導(dǎo)軌I做直線運(yùn)動。當(dāng)采用兩臺電動機(jī)3分別帶動兩個切削刀頭41轉(zhuǎn)動時，也可以通過固定連接板將兩臺電動機(jī)3的機(jī)殼固定連接，通過一臺千斤頂2與固定連接板連接，千斤頂2通過頂進(jìn)連接板使兩臺電機(jī)一起沿水平導(dǎo)軌I作直線運(yùn)動。