[發(fā)明專利]可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810245635.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108362511A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁大軍;沈翔;吳俊;李興高;周逸凱;金大龍;潘東;高振峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;G01N33/24
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括：可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置、水壓加載系統(tǒng)、盾構(gòu)模型機(jī)和總控臺(tái)，所述總控臺(tái)與所述盾構(gòu)模型機(jī)連接，所述盾構(gòu)模型機(jī)伸入所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置內(nèi)，所述水壓加載系統(tǒng)與所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置連接；

所述水壓加載系統(tǒng)向所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置內(nèi)供水，形成高水壓環(huán)境，在所述總控臺(tái)的控制作用下，所述盾構(gòu)模型機(jī)在所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置內(nèi)進(jìn)行掘進(jìn)運(yùn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置還包括：泥水循環(huán)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述泥水循環(huán)處理系統(tǒng)與所述盾構(gòu)模型機(jī)連接，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與所述總控臺(tái)連接，并置于所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置和所述盾構(gòu)模型機(jī)內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述泥水循環(huán)處理系統(tǒng)與所述盾構(gòu)模型機(jī)的輸泥管路系統(tǒng)連接，置于所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置的外部，用于模擬盾構(gòu)機(jī)的泥水循環(huán)過(guò)程。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：水壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、泥水艙壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管片壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和刀盤無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述水壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置連接，所述泥水艙壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管片壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和刀盤無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)置于所述盾構(gòu)模型機(jī)的泥水艙內(nèi)；

所述水壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：3個(gè)壓力表，分別均勻設(shè)置于所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置的上部，用于對(duì)所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置的內(nèi)部水壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

所述泥水艙壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：8個(gè)無(wú)線傳感器，分別均勻設(shè)置于所述盾構(gòu)模型機(jī)的泥水艙板上，用于采集所述泥水艙中的壓力數(shù)據(jù)，對(duì)所述泥水艙的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

所述管片壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：48個(gè)壓力傳感器，分別均勻設(shè)置于所述盾構(gòu)模型機(jī)的盾殼和管片上，用于采集所述管片上的壓力數(shù)據(jù)，對(duì)管片的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

所述刀盤無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：8個(gè)無(wú)線傳感器，分別均勻設(shè)置于所述盾構(gòu)模型機(jī)的刀盤上，用于采集所述刀盤上的壓力數(shù)據(jù)，對(duì)刀盤的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成處理系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成處理系統(tǒng)分別與所述泥水艙壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管片壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和刀盤無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接；

所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成處理系統(tǒng)，用于對(duì)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)傳輸線與所述泥水艙壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和所述管片壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的傳感器連接，與所述刀盤無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行無(wú)線連接，對(duì)所述泥水艙壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管片壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和刀盤無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述盾構(gòu)模型機(jī)包括：反力架、推進(jìn)油缸、管片、盾殼、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、扭矩傳感器、主驅(qū)動(dòng)軸、泥水艙、刀盤和刀具；

所述反力架與所述管片通過(guò)螺栓連接固定，用于協(xié)助所述盾構(gòu)模型機(jī)的掘進(jìn)運(yùn)動(dòng)；

所述反力架通過(guò)所述推進(jìn)油缸與所述可視化地質(zhì)環(huán)境模擬裝置連接，所述推進(jìn)油缸的伸縮控制所述管片的前進(jìn)和后退；

所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)所述主驅(qū)動(dòng)軸與所述扭矩傳感器、泥水艙和刀盤連接，將推進(jìn)動(dòng)力傳遞給所述刀盤；

所述刀盤置于所述盾構(gòu)模型機(jī)的首端，所述刀具置于所述刀盤上，所述刀盤與所述主驅(qū)動(dòng)軸連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化的高水壓盾構(gòu)模型掘進(jìn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述可視化施工環(huán)境模擬裝置包括：底板、頂板、短側(cè)板、長(zhǎng)側(cè)板、螺栓和焊接件，所述底板、頂板、短側(cè)板和長(zhǎng)側(cè)板焊接構(gòu)成一個(gè)立方體結(jié)構(gòu)，所述長(zhǎng)側(cè)板焊接長(zhǎng)側(cè)板焊接件，所述短側(cè)板焊接短側(cè)板焊接件，所述螺栓和所述焊接件對(duì)所述立方體結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封；

所述長(zhǎng)側(cè)板包括：前長(zhǎng)側(cè)板和后長(zhǎng)側(cè)板，在所述前長(zhǎng)側(cè)板上設(shè)置可視窗；

所述短側(cè)板包括：左短側(cè)板和右短側(cè)板，在所述右短側(cè)板上設(shè)置操作孔。