[發(fā)明專利]一種豎向考慮圍壓作用的滾刀線性破巖裝置及測(cè)試方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110854834.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN113389561A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉杰;江港元;王軍;梁橋;李盛南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南工程學(xué)院
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;G09B25/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 袁蕾

本發(fā)明公開一種豎向考慮圍壓作用的滾刀線性破巖裝置，包括基座、滑接在基座上的巖箱移動(dòng)系統(tǒng)，基座的一側(cè)開設(shè)有豁口，巖箱移動(dòng)系統(tǒng)位于基座遠(yuǎn)離豁口的一側(cè)；巖箱移動(dòng)系統(tǒng)靠近豁口的一側(cè)固接有試樣盒，試樣盒兩側(cè)設(shè)置有圍壓加載機(jī)構(gòu)，圍壓加載機(jī)構(gòu)與巖箱移動(dòng)系統(tǒng)固接；基座靠近豁口的一側(cè)可拆卸連接有可調(diào)節(jié)刀具架，可調(diào)節(jié)刀具架通過豁口貫穿基座，移動(dòng)刀具架貫穿基座的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有切削齒滾刀。本發(fā)明的滾刀線性破巖裝置采用豎向設(shè)置，整體裝置更加簡單，占地面積小，能夠更好的適用于室內(nèi)試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及TBM滾刀破巖試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種豎向考慮圍壓作用的滾刀線性破巖裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)是目前用于城市軌道交通、市政工程、鐵路公路隧道掘進(jìn)的主要設(shè)備。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國城市化行程不斷加快，國內(nèi)的城市地鐵隧道、水工隧道、公路隧道等隧道工程將需要大量的盾構(gòu)機(jī)。滾刀是盾構(gòu)機(jī)上最常用的刀具，因此研究滾刀作用下的破巖機(jī)理對(duì)提高破巖效率及指導(dǎo)刀具的機(jī)械制造意義重大。

目前，TBM滾刀試驗(yàn)臺(tái)大多數(shù)都是水平方向?qū)r石進(jìn)行破巖試驗(yàn)，但是此種試驗(yàn)臺(tái)成本過于高昂且占地面積較大，為了能夠在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的基礎(chǔ)上在室內(nèi)開展試驗(yàn)研究，需要設(shè)計(jì)一種豎向進(jìn)行的TBM滾刀破巖試驗(yàn)裝置，并提出相應(yīng)的工作方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種豎向考慮圍壓作用的滾刀線性破巖裝置及測(cè)試方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種豎向考慮圍壓作用的滾刀線性破巖裝置，包括基座、滑接在所述基座上的巖箱移動(dòng)系統(tǒng)，所述基座的一側(cè)開設(shè)有豁口，所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)位于所述基座遠(yuǎn)離所述豁口的一側(cè)；所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)靠近所述豁口的一側(cè)固接有試樣盒，所述試樣盒兩側(cè)設(shè)置有圍壓加載機(jī)構(gòu)，所述圍壓加載機(jī)構(gòu)與所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)固接；所述基座靠近所述豁口的一側(cè)可拆卸連接有可調(diào)節(jié)刀具架，所述可調(diào)節(jié)刀具架通過所述豁口貫穿所述基座，所述移動(dòng)刀具架貫穿所述基座的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有切削齒滾刀。

優(yōu)選的，所述圍壓加載機(jī)構(gòu)包括與所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)固接的壓力枕，所述壓力枕遠(yuǎn)離所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)的一端固接有側(cè)向承壓板。

優(yōu)選的，所述可調(diào)節(jié)刀具架包括刀架，所述刀架為“T”型結(jié)構(gòu)，所述刀架的水平段與所述基座可拆卸連接，所述刀架的豎直段貫穿所述豁口并轉(zhuǎn)動(dòng)連接有所述切削齒滾刀；所述刀架水平段與所述基座之間設(shè)置有侵深控制墊板。

優(yōu)選的，所述刀架的豎直段上固接有法向力應(yīng)變片和切向力應(yīng)變片。

優(yōu)選的，所述刀架水平段上螺紋連接有若干高強(qiáng)度螺絲，所述高強(qiáng)度螺絲另一端貫穿所述侵深控制墊板并與所述基座螺紋連接。

優(yōu)選的，所述刀架上固接有高強(qiáng)度軸承，所述切削齒滾刀通過所述高強(qiáng)度軸承與所述刀架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)離所述豁口的一側(cè)固接有若干軌道，所述基座上開設(shè)有若干導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽與所述軌道相適配，所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)通過所述軌道與所述基座滑接。

優(yōu)選的，所述巖箱移動(dòng)系統(tǒng)頂端固接有端承板，所述端承板底端中部固接有支撐板，所述試樣盒固接在所述支撐板底端。

一種豎向考慮圍壓作用的滾刀線性破巖測(cè)試方法，包括如下步驟：

a、將切削齒滾刀通過高強(qiáng)度軸承連接在刀架上；

b、將法向力應(yīng)變片和切向力應(yīng)變片貼在刀架上；

c、將刀架通過高強(qiáng)度螺絲與基座連接，并通過設(shè)置侵深控制墊板來控制破巖深度；

d、將安裝好刀架的基座放置在壓力機(jī)平臺(tái)上；

e、將試驗(yàn)試樣放置在試樣盒內(nèi)，并通過壓力枕對(duì)試驗(yàn)試樣施加側(cè)向圍壓；