[發明專利]盾構模型試驗刀盤上泥餅黏結強度測試裝置與測試方法

有效

• 申請號: 201811193627.8
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109406389B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 劉成;劉磊;陸楊;馬天龍;黃琳;仇濤;肖宇豪
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.盾構模型試驗刀盤上泥餅黏結強度測試裝置的測試方法，其特征在于，采用盾構模型試驗刀盤上泥餅黏結強度測試裝置在富黏地層中開展盾構施工模型試驗，具體步驟如下：

(1)在試驗土箱中按照一定的配比制備試驗用富黏地層，將設置有所述的泥餅黏結強度測試裝置的模型試驗刀盤壓入到地層中，設定刀盤推進力、轉矩和轉向，讓刀具切削土體，當刀盤扭矩出現異常時，認為刀盤可能結泥餅，此時停止刀盤轉動，開展后續泥餅黏結強度測試試驗；

(2)每個泥餅黏結強度測試裝置逐一打開進行如下測試：

①根據全斷面泥餅初始黏結強度推算的扭矩M₀的1/10確定伺服電機的初始轉矩M₀′；

②若微型扭矩傳感器(2)測定的扭矩M″低于微型伺服電機(1)的初始轉矩M₀′，說明該處未結泥餅；

③若微型扭矩傳感器(2)測定的M″大于或等于M₀′，逐級增加微型伺服電機(1)的扭矩，每次增加M₀′，若實測M″介于iM₀′和(i+1)M₀′之間，則近似認為M″＝iM₀′，若i＞1，說明該處已結泥餅；

④重復上面的工作，測量所有點的泥餅黏結強度；

(3)基于上面測定的所有點的泥餅黏結強度，分析刀盤上不同位置的結泥餅情況，從而確定刀盤上泥餅的位置分布以及不同位置處泥餅的硬結程度；

其中，泥餅黏結強度測試裝置，由微型伺服電機(1)、微型扭矩傳感器(2)、金屬轉盤(3)、組合式圓柱形金屬槽左槽(4)、組合式圓柱形金屬槽右槽(5)、螺栓I(6)、螺栓II(7)、螺栓III(8)、導線(9)和數據傳輸線(10)共同構成；

微型扭矩傳感器(2)與組合式圓柱形金屬槽左槽(4)連接，金屬轉盤(3)與微型扭矩傳感器(2)上部連接，微型伺服電機(1)與微型扭矩傳感器(2)下部連接，組合式圓柱形金屬槽右槽(5)通過螺栓III(8)與組合式圓柱形金屬槽左槽(4)及微型伺服電機(1)連接；

微型伺服電機(1)通過導線(9)與電源和伺服驅動器連接，用于伺服電機供電以及試驗過程中設定不同級別的轉矩；

微型扭矩傳感器(2)通過數據傳輸線(10)與扭矩采集儀連接，用于測定金屬轉盤(3)在試驗過程中扭矩變化，實現刀盤分區獨立測定泥餅黏結強度的功能；

泥餅黏結強度測試裝置等間距固定在刀盤輻條I(13)上雙刃滾刀(18)兩側以及輻條II(14)上的滾刀之間，且泥餅黏結強度測試裝置按照“1+2”的方式呈輻射狀均勻固定在刀盤面板(17)上。

2.根據權利要求1所述的盾構模型試驗刀盤上泥餅黏結強度測試裝置的測試方法，其特征在于，微型扭矩傳感器(2)通過螺栓II(7)與組合式圓柱形金屬槽左槽(4)連接，金屬轉盤(3)通過螺栓I(6)與微型扭矩傳感器(2)上部連接，微型伺服電機(1)通過螺栓I(6)微型扭矩傳感器(2)下部連接，微型伺服電機(1)通過螺栓III(8)與組合式圓柱形金屬槽左槽(4)連接，最后微型伺服電機(1)通過螺栓III(8)與組合式圓柱形金屬槽右槽(5)連接，完成所述的泥餅黏結強度測試裝置的組裝。

3.根據權利要求1所述的盾構模型試驗刀盤上泥餅黏結強度測試裝置的測試方法，其特征在于，泥餅黏結強度測試裝置是用螺栓IV(12)固定在刀盤輻條I(13)上雙刃滾刀(18)兩側以及輻條II(14)上的滾刀之間，在泥餅黏結強度測試裝置與輻條I(13)、輻條II接觸面之間設置密封橡膠墊圈(20)，防止試驗過程中泥漿或者泥餅進入黏結強度測試裝置內部。

4.根據權利要求1所述的盾構模型試驗刀盤上泥餅黏結強度測試裝置的測試方法，其特征在于，泥餅黏結強度測試裝置是用螺栓IV(12)均勻固定在四個刀盤面板(17)上，在泥餅黏結強度測試裝置與刀盤面板(17)的接觸面之間設置密封橡膠墊圈(20)，防止試驗過程中泥漿或者泥餅進入黏結強度測試裝置內部。