[發明專利]可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置和方法

在審

• 申請號: 201810245635.6
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108362511A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 袁大軍;沈翔;吳俊;李興高;周逸凱;金大龍;潘東;高振峰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N33/24
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，該裝置包括：可視化地質環境模擬裝置、水壓加載系統、盾構模型機和總控臺，所述總控臺與所述盾構模型機連接，所述盾構模型機伸入所述可視化地質環境模擬裝置內，所述水壓加載系統與所述可視化地質環境模擬裝置連接；

所述水壓加載系統向所述可視化地質環境模擬裝置內供水，形成高水壓環境，在所述總控臺的控制作用下，所述盾構模型機在所述可視化地質環境模擬裝置內進行掘進運動。

2.根據權利要求1所述的可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，該裝置還包括：泥水循環處理系統和數據監測系統，所述泥水循環處理系統與所述盾構模型機連接，所述數據監測系統與所述總控臺連接，并置于所述可視化地質環境模擬裝置和所述盾構模型機內。

3.根據權利要求2所述的可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，所述泥水循環處理系統與所述盾構模型機的輸泥管路系統連接，置于所述可視化地質環境模擬裝置的外部，用于模擬盾構機的泥水循環過程。

4.根據權利要求2所述的可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，所述數據監測系統，包括：水壓監測系統、泥水艙壓力監測系統、管片壓力監測系統和刀盤無線監測系統，所述水壓監測系統與所述可視化地質環境模擬裝置連接，所述泥水艙壓力監測系統、管片壓力監測系統和刀盤無線監測系統置于所述盾構模型機的泥水艙內；

所述水壓監測系統包括：3個壓力表，分別均勻設置于所述可視化地質環境模擬裝置的上部，用于對所述可視化地質環境模擬裝置的內部水壓力進行監測；

所述泥水艙壓力監測系統包括：8個無線傳感器，分別均勻設置于所述盾構模型機的泥水艙板上，用于采集所述泥水艙中的壓力數據，對所述泥水艙的壓力進行監測；

所述管片壓力監測系統包括：48個壓力傳感器，分別均勻設置于所述盾構模型機的盾殼和管片上，用于采集所述管片上的壓力數據，對管片的壓力進行監測；

所述刀盤無線監測系統包括：8個無線傳感器，分別均勻設置于所述盾構模型機的刀盤上，用于采集所述刀盤上的壓力數據，對刀盤的運行進行監測。

5.根據權利要求4所述的可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，所述數據監測系統，還包括：監測數據集成處理系統，所述監測數據集成處理系統分別與所述泥水艙壓力監測系統、管片壓力監測系統和刀盤無線監測系統連接；

所述監測數據集成處理系統，用于對傳感器的監測數據進行處理，通過傳輸線與所述泥水艙壓力監測系統和所述管片壓力監測系統中的傳感器連接，與所述刀盤無線監測系統的傳感器進行無線連接，對所述泥水艙壓力監測系統、管片壓力監測系統和刀盤無線監測系統中的傳感器采集的壓力數據進行處理。

6.根據權利要求1所述的可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，所述盾構模型機包括：反力架、推進油缸、管片、盾殼、驅動系統、扭矩傳感器、主驅動軸、泥水艙、刀盤和刀具；

所述反力架與所述管片通過螺栓連接固定，用于協助所述盾構模型機的掘進運動；

所述反力架通過所述推進油缸與所述可視化地質環境模擬裝置連接，所述推進油缸的伸縮控制所述管片的前進和后退；

所述驅動系統通過所述主驅動軸與所述扭矩傳感器、泥水艙和刀盤連接，將推進動力傳遞給所述刀盤；

所述刀盤置于所述盾構模型機的首端，所述刀具置于所述刀盤上，所述刀盤與所述主驅動軸連接。

7.根據權利要求1所述的可視化的高水壓盾構模型掘進試驗裝置，其特征在于，所述可視化施工環境模擬裝置包括：底板、頂板、短側板、長側板、螺栓和焊接件，所述底板、頂板、短側板和長側板焊接構成一個立方體結構，所述長側板焊接長側板焊接件，所述短側板焊接短側板焊接件，所述螺栓和所述焊接件對所述立方體結構進行密封；

所述長側板包括：前長側板和后長側板，在所述前長側板上設置可視窗；

所述短側板包括：左短側板和右短側板，在所述右短側板上設置操作孔。