[發明專利]一種光照升溫對黏附力影響的測定裝置與測試方法

有效

• 申請號: 201910965772.1
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110596112B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 劉成;馬天龍;呂俊燕;張敬宇;仇濤
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種光照升溫對黏附力影響的測定裝置與測試方法，由玻璃筒、吊環、限位塊、木架、微型攝像頭、接線木塞、光照燈、吊帶、移動燈管、土體、土箱和拉力計共同組成，在玻璃筒內特定位置設置光照燈，在光照燈對玻璃底面半球均勻光照升溫加熱后，通過拉力計施加的拉力使玻璃筒與土體分離，測定在光照升溫作用下的土體黏附力大小，實現光照加熱的功能，采用光照燈作為加熱材料能夠便于控制不同加熱時間或加熱強度，是研究溫度對土體黏附力影響的一種有效手段。

技術領域

本發明屬于隧道與地下工程試驗儀器技術領域，特別涉及一種光照升溫對黏附力影響的測定裝置與測試方法。

背景技術

近年來，隨著經濟水平的提高和城市化進程的加快，我國的盾構施工技術也逐步發展成熟。盾構機在盾構掘進過程中，盾構刀盤上的刀具與開挖面上土體持續作用，會產生大量的熱量，這些熱量會以傳導的形式快速的傳遞至整個刀盤。在盾構刀盤正常掘進的過程中，這些熱量可以通過盾構系統或周圍的土體散發掉，并不能對刀盤造成很大的影響。但隨著盾構的推進，刀盤表面形成泥餅并不斷增長過程中，溫度的升高會加快泥餅的硬結速度，從而導致刀具切削功能的下降和偏磨的發生，同時還會造成刀盤扭矩的增大。因此，研究不同溫度對泥餅黏附力的影響規律是解決刀盤結泥餅問題的一種有效手段。

目前，國內外已有黏附力測定裝置的相關研究，例如：20世紀50年代，Foutaine在《Investigation into the mechanism of soil adhesion》文中研制了以金屬圓板作為測盤的土壤粘附儀。1984年，江蘇工學院桑正中、張際先等人在《液壓電測式土壤粘附力測定儀》文中開發出一種“液壓電測式土壤黏附力測定儀”，提出一種采用液壓機構和垂直導柱對界面在垂直方向上連續施壓和卸載、采用電阻應變片懸臂梁式傳感器獲取黏附力數據的土壤黏附力測定儀。1993年，吉林工業大學任露泉等人在《土壤粘附力測量儀》的發明專利中開發的“土壤黏附力測量儀”采用組合式測盤解決土壤外附力大于內聚力時真實黏附力測不出(或測不準)的情況。在90年代中后期，吉林大學盧韶方、石要武等人在《多功能土壤實驗臺的研制》文中將計算機技術引入到土壤粘附儀的研制中，初步實現了土壤粘附儀的自動化。2002年，吉林大學王柏生在《土壤粘附特性測試系統的研究》文中通過改裝電子萬能試驗機，能夠實現在三角波、正弦波等不同運動方式下的土壤黏附力測量，2005年吉林大學孫璐在《土壤粘附特性測試系統采樣頻率及控制參數的研究》文中又對土壤粘附測試系統的采樣頻率和控制參數等作了進一步的完善。但這些黏附力測定裝置的研究不能有效的進行測試在不同溫度影響下的黏附力變化情況，也沒有涉及到利用光照升溫對特殊曲面底加熱的情況，以及利用光照時間和光照強度改變溫度，測試在不同的光照時間和光照溫度下黏附力值及黏附力隨溫度變化的規律。

為克服上述不足，本發明提出一種光照升溫對黏附力影響的測定裝置與測試方法，分析不同光照時間和光照強度下的土體黏附力值，得到土體黏附力隨溫度變化的情況，從而為刀盤結泥餅的防治提供有效分析依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種光照升溫對黏附力影響的測定裝置與測試方法。其目的在于，解決測量土體黏附力的試驗中，通過控制光照升溫來測試不同溫度下黏附力值，從而達到獲得土體黏附力隨溫度變化的規律，可以應用在刀盤結泥餅的防治工程之中。

一種光照升溫對黏附力影響的測定裝置與測試方法，由玻璃筒、吊環、限位塊、木架、微型攝像頭、接線木塞、光照燈、吊帶、移動燈管、土體、土箱和拉力計共同組成，選取光照燈為加熱裝置，通過改變光照時間或調節光照強度控制對土體的加熱程度，同時通過調整移動燈管來調節光照燈的位置，使光照燈在試驗過程中對土體表面加熱均勻，有效解決了對特殊曲面底的加熱問題。確定不同光照溫度下的土體黏附力值以及變化規律，對刀盤泥餅去除提供分析依據。

所述光照升溫對黏附力影響的測定裝置，其特征在于，所述玻璃筒1上部距頂端2cm處對稱設置4個吊孔，吊孔內插入4個接線木塞6，吊環2與接線木塞6通過耐高溫的吊帶8連接；