[實(shí)用新型]機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺圍壓裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320123134.3
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN203148701U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔秋明;李真;王起新
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué);廣州市新歐機(jī)械有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N3/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型為機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺圍壓裝置，屬于機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺的組成部分，與機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺一起使用時(shí)它可以對試樣施加雙向圍壓，模擬破巖機(jī)械開挖時(shí)掌子面巖體受地應(yīng)力的狀態(tài)，既可用于隧道掘進(jìn)機(jī)或其它挖掘機(jī)械的開挖研究，又可以用于單向（或雙向）圍壓下的巖石侵入試驗(yàn)研究，屬于巖石試驗(yàn)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

上世紀(jì)七、八十年代以來，全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)得到空前發(fā)展，因具有施工速度快、工作環(huán)境友好、施工經(jīng)濟(jì)安全等特點(diǎn)，其越來越受到國內(nèi)外工程界的重視，得到了廣泛的認(rèn)可，被越來越廣泛應(yīng)用于各國的地鐵、鐵路、公路、市政、水電隧道工程建設(shè)之中。

機(jī)械破巖試驗(yàn)由于其強(qiáng)大的功能，廣泛用于地下工程機(jī)械開挖工程的機(jī)械選型、破巖機(jī)理、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工及機(jī)械施工速度及造價(jià)預(yù)測等。由于隧道開挖的深度越來越大，許多隧道位于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)，隧道及地下工程機(jī)械開挖遇到越來越多的地應(yīng)力問題。目前國外已有類似的三臺試驗(yàn)機(jī)，但是在這些試驗(yàn)機(jī)均不能模擬掌子面巖石受地應(yīng)力的狀態(tài)。而在實(shí)際的TBM開挖過程中，尤其是在深埋隧道的開挖過程中，地應(yīng)力對隧道掘進(jìn)機(jī)或其它機(jī)械的開挖有顯著的影響。本實(shí)用新型主要針對此問題，在試驗(yàn)中對試樣施加雙向（或單向）圍壓，直接模擬開挖掌子面巖體受地應(yīng)力的狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出了一種機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺圍壓試驗(yàn)，裝置主要包括電控系統(tǒng)、液壓站和機(jī)械部分。該裝置與機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺配合使用可以模擬隧道掘進(jìn)機(jī)或反井鉆機(jī)實(shí)際施工當(dāng)中掌子面所受初始應(yīng)力的狀態(tài)，通過改變試樣所受壓力大小，研究隧道掘進(jìn)機(jī)或其它破巖機(jī)械刀具在巖體受初始應(yīng)力狀態(tài)下開挖研究，試驗(yàn)結(jié)果對實(shí)際工程有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。此裝置包括：電控系統(tǒng)1、液壓站2、試樣箱3、試樣4、壓力擴(kuò)散墊板5、液壓油缸6、高強(qiáng)拉桿及螺母7、油缸對頂板8、壓力緩沖板9、油缸支架10。其中：電控系統(tǒng)1連接到液壓站2，液壓站2連接到試樣箱3中放置的液壓油缸6；

規(guī)定遠(yuǎn)離試樣4的一側(cè)為外側(cè)，逼近試樣4的一側(cè)為內(nèi)側(cè)。液壓油缸6三個(gè)一組放置在油缸支架10上，共有兩組，在試樣箱3內(nèi)相鄰的兩壁貼緊布置，試樣箱3內(nèi)與放置兩組液壓油缸6相對的另外兩壁上安裝固定相應(yīng)的兩組油缸對頂板8，且油缸對頂板8與液壓油缸6同軸心；每組液壓油缸6和油缸對頂板8的內(nèi)側(cè)均放置壓力擴(kuò)散墊板5，另外在放置油缸對頂板8的兩塊擴(kuò)散墊板5內(nèi)側(cè)再放置一層壓力緩沖板9，最后在試樣箱3的最內(nèi)側(cè)放置試樣4；試樣箱3相對的兩壁用四根高強(qiáng)拉桿及螺母7進(jìn)行加固。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型可以在試驗(yàn)時(shí)對試樣在兩個(gè)方向上分別施加圍壓；圍壓大小可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；在不需要施加圍壓的情況下，可以方便的將加壓裝置取出；做完試驗(yàn)后，可以方便的將試樣取出；此裝置設(shè)計(jì)簡單可行，操作性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺圍壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為試樣箱的軸側(cè)示圖；

圖3試樣箱的上視圖；

圖4為圖3中A的局部示圖；

圖5為圖3中B的局部示圖；

圖中：1、電控系統(tǒng)，2、液壓站，3、試樣箱，4、試樣，5、壓力擴(kuò)散墊板，6、液壓油缸，7、高強(qiáng)拉桿及螺母，8油缸對頂板，9、壓力緩沖板，10、油缸支架

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖所示，本實(shí)用新型中機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺圍壓裝置中：電控系統(tǒng)1連接到液壓站2，液壓站2通過液壓軟管連接到試樣箱3中放置的液壓油缸6，試驗(yàn)時(shí)由電控系統(tǒng)1控制液壓油缸6對試樣4施加大小可調(diào)的圍壓；

規(guī)定遠(yuǎn)離試樣4的一側(cè)為外側(cè)，逼近試樣4的一側(cè)為內(nèi)側(cè)。液壓油缸6三個(gè)一組放置在油缸支架10上，共有兩組，在試樣箱3內(nèi)任意相鄰的兩壁貼緊布置，每組液壓油缸6可對試樣施加最大20MPa的壓力。試樣箱3內(nèi)與放置兩組液壓油缸6相對的另外兩側(cè)壁上用螺栓安裝固定相應(yīng)的兩組油缸對頂板8，安裝時(shí)要求油缸對頂板8與液壓油缸6同軸心；每組液壓油缸6和油缸對頂板8的內(nèi)側(cè)均放置壓力擴(kuò)散墊板5，用來將每組液壓油缸6的壓力均勻的向試樣傳遞；另外在放置油缸對頂板8的兩塊擴(kuò)散墊板5內(nèi)側(cè)再放置一層壓力緩沖板9，以消除力向試樣擴(kuò)散時(shí)由于壓力擴(kuò)散墊板5或試樣4表面不平而產(chǎn)生的應(yīng)力集中；最后在試樣箱3的最內(nèi)側(cè)放置試樣4，可以放置最大的試樣尺寸為1000×1000×600mm；試樣箱3相對的兩壁用四根高強(qiáng)拉桿及螺母7進(jìn)行加固，以承受試驗(yàn)過程中液壓油缸6對試樣箱3的反作用力。