[發(fā)明專利]一種土體黏附力測試裝置及測試方法

在審

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• 申請日: 2022-09-21
• 公開（公告）號: CN115436279A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 毛家驊;袁大軍;陳健;牟政;李福林;楊公標
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N1/28
• 代理公司: 北京一枝筆知識產權代理事務所(普通合伙) 11791
• 代理人: 張慶瑞

本發(fā)明公開了一種土體黏附力測試裝置，屬于隧道修建技術領域，包括試樣筒、測盤、壓力控制組件、溫度控制件、黏附力檢測組件、控制系統(tǒng)，其中測盤設置于試樣筒內；壓力控制組件與試樣筒連通，用于控制試樣筒內泥漿材料表面的壓力；溫度控制件與測盤連接；黏附力檢測組件同時與試樣筒和測盤連接，用于檢測測盤與土樣之間的法向黏附力或/和切向黏附力；控制系統(tǒng)同時與壓力控制組件、溫度控制件和黏附力檢測組件電連接。本發(fā)明還提供了一種土體黏附力測試方法解決現(xiàn)在技術所存在的試驗環(huán)境條件不符合實際需求，測盤溫度不能隨意控制，無法施加精確的預壓力無法測得滿足要求的法向黏附力和切向黏附力的問題，作用效果顯著，適于廣泛推廣。

技術領域

本發(fā)明涉及隧道修建技術領域，特別涉及，一種土體黏附力測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著大直徑和超大直徑泥水盾構不斷涌現(xiàn)，且掘進距離往往較長，盾構將不可避免地遭遇粉質黏土、全風化花崗巖、泥巖等富含黏性礦物成分的地層。這類地層具有黏性強、滲透系數(shù)低等特性，渣土極易黏附于刀盤面板，經盾構掘進擠壓脫水和摩擦高溫后，形成堅硬的“泥餅”，堵塞盾構刀盤、降低掘進效率，直至無法正常推進。因此，如何精確測量土壤黏附力，是解決刀盤結泥餅問題的一種有效手段。

目前現(xiàn)有技術無法真實模擬泥水盾構開挖面刀盤與土體界面黏附現(xiàn)象。(1)目前未見有在帶壓泥漿浸潤條件下測試土體與金屬的界面黏附力的試驗裝置和方法；(2)雖然目前已有公開專利提出了對測盤進行加熱的方案，但是相關加熱方法僅能夠實現(xiàn)將測盤溫度提升至高于室溫，無法隨意控制測盤溫度；(3)現(xiàn)有相關土體黏附力測試裝置均無法實現(xiàn)對土體和金屬界面施加精確的預壓力(0～2MPa)，進而測試在預接觸壓力條件下的土體與金屬界面法向黏附力和切向黏附力。

發(fā)明內容

針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術問題在于，提供一種土體黏附力測試裝置，以解決現(xiàn)在技術所存在的試驗環(huán)境條件不符合實際需求，測盤溫度不能隨意控制，無法施加精確的預壓力無法測得滿足要求的法向黏附力和切向黏附力的問題。

本發(fā)明提供了一種土體黏附力測試裝置，包括：

試樣筒，用于盛裝試驗用土樣和泥漿材料；

測盤，設置于所述試樣筒內，用于與土樣和泥漿材料接觸；

壓力控制組件，與所述試樣筒連通，用于控制所述試樣筒內泥漿材料表面的壓力；

溫度控制件，與所述測盤連接，用于控制所述測盤表面的溫度；

黏附力檢測組件，同時與所述試樣筒和所述測盤連接，用于檢測所述測盤與土樣之間的法向黏附力或/和切向黏附力；

控制系統(tǒng)，同時與所述壓力控制組件、所述溫度控制件和所述黏附力檢測組件電連接。

優(yōu)選地，所述黏附力檢測組件包括：

法向加載件，與所述試樣筒連接，用于為所述試樣筒提供法向的驅動力；

底座，與所述法向加載件連接；

切向加載組件，同時與所述底座、所述測盤和所述試樣筒連接，用于為所述測盤提供切向的驅動力；

數(shù)據采集組件，同時與所述法向加載件、所述切向加載組件、所述試樣筒和所述測盤連接、且與所述控制系統(tǒng)電連接，用于獲取試驗中產生的相關信息并傳輸至所述控制系統(tǒng)，其中，所述相關信息包括所述試樣筒內的壓力信息、所述測盤的溫度信息、所述切向加載組件試驗中產生的扭矩信息。

優(yōu)選地，所述切向加載組件包括：

支架，與所述底座連接；

旋轉驅動器，與所述支架連接、且與所述控制系統(tǒng)電連接；

轉軸，一端與所述旋轉驅動器連接，另一端貫穿所述試樣筒與所述測盤連接，用于驅動所述測盤轉動。