[發明專利]一種多功能隧道掘進實驗方法

有效

• 申請號: 201810667427.5
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN109030045B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 洪開榮;李沿宗;郭海坡;張兵;張振川;周建軍;李鳳遠;陳饋;郭偉鋒;王發民;褚長海
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;盾構及掘進技術國家重點實驗室
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

1.一種多功能隧道掘進實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、組裝多功能隧道掘進實驗裝置，在所述實驗裝置的底部設置有由鋼梁和混凝土澆筑而成的基礎，在基礎上固定設置有導向筒體，將待測試的巖石樣本放置在所述基礎上、在所述導向筒體內，在所述導向筒體的上方設置有上架體，上架體可沿所述導向筒體上下滑動；

在上架體的中心處設置有通孔，在通孔中穿設驅動軸；驅動軸的下端設置有刀頭，驅動軸的上端設置有驅動裝置，驅動裝置由變頻電機和減速裝置組成，驅動軸與減速裝置可驅動的連接，驅動裝置與控制裝置通過導線進行連接；在驅動裝置的外部設置有固定架體，固定架體固定設置在上架體的上方，在導向筒體的上方固定有壓力筒體；在壓力筒體的側部設置有充氣口；在壓力筒體的內側設置有壓力傳感器；在固定架體的頂部安裝設置有氣動沖擊器，以對上架體和刀頭施加沖擊；氣動沖擊器與控制裝置通過導線進行連接；

B、設置實驗條件：由空氣壓縮機通過充氣口，為壓力筒體充入氣體，并由壓力傳感器檢測壓力筒體內的實時壓力，使得壓力筒體內的壓力達到設定值；通過控制裝置設定變頻電機的轉速，通過控制裝置設定調整氣動沖擊器的沖擊力度、沖擊時間、沖擊次數；

C、進行掘進試驗：啟動所述實驗裝置，刀頭上的刀具切削巖石樣本，并將所述實驗裝置穩定運行規定的時間；

D、測量掘進的深度：所述實驗裝置穩定運行規定的時間后，關閉所述實驗裝置，測量巖石樣本掘進深度；

E、尋找最佳掘進工況：重復步驟B-D,設置不同的壓力筒體內的壓力、變頻電機的轉速、氣動沖擊器的沖擊力度、沖擊時間、沖擊次數，對比不同工況下的巖石樣本掘進深度，相同時間內掘進深度最深的為最佳掘進工況。

2.根據權利要求1所述的一種多功能隧道掘進實驗方法，其特征在于，在上架體的外圓處設置有導向凸起，在導向筒體的內壁上設置有導向凹槽，上架體上的導向凸起和導向筒體上的導向凹槽相互配合對上架體的上下運動進行導向。

3.根據權利要求1所述的一種多功能隧道掘進實驗方法，其特征在于，在所述通孔內上下兩端分別設置一個軸承，所述驅動軸與所述上架體通過所述軸承實現可轉動的連接。

4.根據權利要求1所述的一種多功能隧道掘進實驗方法，其特征在于，將所述壓力筒體焊接在所述導向筒體上端部。

5.根據權利要求1所述的一種多功能隧道掘進實驗方法，其特征在于，所述氣動沖擊器能夠每分鐘提供2-20次沖擊，并由空氣壓縮機供給氣源。