[實用新型]一種具有直線/旋轉雙模式的TBM破巖試驗臺

有效

• 申請號: 201922469939.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN211784914U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 莫繼良;孫瑞雪;段文軍;章龍管;龍騰;王好平;李貞;范志勇;周仲榮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58;G01M13/00
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 濮云杉

本實用新型屬于隧道工程設備領域，具體涉及一種具有直線/旋轉雙模式的TBM破巖試驗臺。解決了現有技術中TBM破巖試驗裝置功能單一、結構復雜、受力不合理以及無法真實模擬盾構機(TBM)實際工況的問題。本實用新型的技術方案是：包括底座和安裝架，所述安裝架上安裝有加載裝置，所述底座包括上試驗臺和下試驗臺，所述上試驗臺的一側設置有第一水平液壓缸和第一軌道，第一軌道上設置有直線式土箱裝置，所述下試驗臺上設置有第二水平液壓缸和第二軌道，所述第二軌道上設置有旋轉式土箱裝置，所述第一軌道和第二軌道位于加載裝置的下方。本實用新型結構更加合理，能夠真實模擬盾構機的實際工況，適用于盾構機直線和旋轉兩種模式的破巖試驗。

技術領域

本實用新型屬于隧道工程設備領域，具體涉及一種具有直線/旋轉雙模式的TBM破巖試驗臺。

背景技術

盾構機是一種專門用于地下隧道工程開挖的大型高科技施工設備，在盾構施工過程中，刀具磨損研究對于盾構機順利掘進以及減少成本具有重要意義。盾構滾刀及切刀是刀盤破巖的主要刀具，滾刀刀圈屬于易損易消耗的部件，破巖時直接作用于開挖面，具有工作環境惡劣、工作荷載不穩定、受荷載沖擊大等特點，其耗損和壽命直接影響著掘進的質量、效率和成本。同時，切刀在掘進過程中也會存在相當大的磨損。因此，對滾刀和切刀磨損機理研究尤為重要。

盾構刀盤的直徑可達6～10m，位于其邊緣的刀具切割巖石的部分軌跡更近似于直線，因此盾構刀具試驗臺有直線式和回轉式兩種形式，直線式試驗臺模擬位于刀盤邊緣位置的刀具，回轉式試驗臺模擬位于刀盤中心位置的刀具。

目前美國科羅拉多礦業大學、國內中南大學、北京工業大學等高等院校及中鐵隧道集團有限責任公司等機構對盾構刀具切削巖石進行了研究。科羅拉多礦業大學制作了線性切割試驗臺(Linear Cutting Machine),南京大學的姚羲和(TBM盤形滾刀線性切割試驗中巖石破裂模式研究[D].南京：南京大學巖石力學與工程學院，2014：8.)也在其研究中使用了直線式刀具破巖試驗臺，但其僅能模擬單刀直線式滾壓破巖過程，無法模擬原巖圍壓效應以及位于刀盤中心位置刀具的破巖。中南大學的張魁(公開號：CN101446537A)的專利裝置中可同時安裝多把滾刀來模擬多滾刀回轉滾壓破巖，但無法模擬位于刀盤中心位置刀具的破巖且沒有將巖石圍壓效應等因素納入研究。中鐵隧道集團有限責任公司實用新型了一種TBM破巖試驗裝置(公開號：CN 102359919B),該裝置同樣無法進行考慮原巖圍壓效應和刀具運動形式等因素的切削試驗。此外湘潭大學實用新型了一種巖石物料倉及TBM滾刀回轉滾壓破巖試驗臺(公開號：CN209342354U)，該試驗臺可以實現展有/無圍壓條件下滾刀回轉破巖試驗，但其巖石物料倉結構復雜，且由于該試驗臺只安裝了一把刀，回轉試驗時大概率會對刀軸以及巖箱下方的導軌造成較大的彎矩/扭矩以致試驗臺損壞。

綜上所述，現有技術中的TBM破巖試驗裝置存在功能單一、結構復雜、受力不合理以及無法真實模擬盾構機(TBM)實際工況的問題，不能滿足TBM破巖試驗的需要。

實用新型內容

針對現有技術中TBM破巖試驗裝置功能單一、結構復雜、受力不合理以及無法真實模擬盾構機(TBM)實際工況的問題，本實用新型提供一種具有直線/旋轉雙模式的TBM破巖試驗臺，其目的在于：優化TBM破巖試驗裝置的結構，使其結構更加合理，并且能夠真實模擬盾構機的實際工況，滿足TBM破巖試驗需要。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種具有直線/旋轉雙模式的TBM破巖試驗臺，包括底座和安裝架，所述安裝架的底部與底座固定連接，所述安裝架上安裝有加載裝置，所述底座包括上試驗臺和下試驗臺，所述上試驗臺的一側設置有第一水平液壓缸和第一軌道，第一軌道上設置有直線式土箱裝置，所述直線式土箱裝置與第一水平液壓缸連接，所述下試驗臺上設置有第二水平液壓缸和第二軌道，所述第二軌道上設置有旋轉式土箱裝置，所述旋轉式土箱裝置與第二水平液壓缸連接，所述第一軌道和第二軌道位于加載裝置的下方。