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雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?

文檔序號(hào)：41868894發(fā)布日期：2025-05-09 18:36閱讀：4來(lái)源：國(guó)知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>辦公文教;裝訂;廣告設(shè)備的制造及其產(chǎn)品制作工藝

雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖? /><br/><p>本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)，具體來(lái)說(shuō)，涉及雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洹?/p><p><br/><b>背景技術(shù)：</b><br/></p><p>1、盾構(gòu)機(jī)是一種關(guān)鍵的隧道施工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于城市地鐵、地下管線以及水利工程等各類項(xiàng)目中。盾構(gòu)法因其施工速度快、對(duì)周圍環(huán)境影響小等顯著優(yōu)勢(shì)，已在城市化進(jìn)程中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，盾構(gòu)開(kāi)挖過(guò)程中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，開(kāi)挖面穩(wěn)定性問(wèn)題始終是影響施工安全和效率的重要因素。</p><p>2、目前，針對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性的研究主要依賴?yán)碚撚?jì)算和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。理論計(jì)算通?；诙囗?xiàng)假設(shè)，這使得其在實(shí)際應(yīng)用中存在一定局限性；而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)受復(fù)雜工作環(huán)境及突發(fā)情況的影響，常常導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失真。這些方法在一定程度上限制了對(duì)土體行為的深入理解。此外，現(xiàn)有的試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖浯蠖鄬Ｗ⒂趩我还ぷ髅?，難以同時(shí)模擬不同開(kāi)挖狀態(tài)，尤其是在同一模型箱中綜合研究開(kāi)挖面穩(wěn)定性與常規(guī)盾構(gòu)開(kāi)挖響應(yīng)。</p><p>3、因此，迫切需要一種新型的盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，能夠同時(shí)模擬半斷面和全斷面的開(kāi)挖條件，以更全面地研究和分析土體在盾構(gòu)施工過(guò)程中的穩(wěn)定性變化。該模型箱不僅能提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，還將為盾構(gòu)施工的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要參考依據(jù)，從而推動(dòng)盾構(gòu)施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。</p><p>4、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。</p><br/><p><b>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路</b></p><p>1、(一)解決的技術(shù)問(wèn)題</p><p>2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，具備能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)半斷面開(kāi)挖、全斷面開(kāi)挖及飽和土體的模擬，特別適用于研究飽和砂卵石土體在盾構(gòu)開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性，可以有效提升對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性的研究深度與廣度的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而解決現(xiàn)有的試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖浯蠖鄬Ｗ⒂趩我还ぷ髅妫y以同時(shí)模擬不同開(kāi)挖狀態(tài)，尤其是在同一模型箱中綜合研究開(kāi)挖面穩(wěn)定性與常規(guī)盾構(gòu)開(kāi)挖響應(yīng)的問(wèn)題。</p><p>3、(二)技術(shù)方案</p><p>4、為實(shí)現(xiàn)上述能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)半斷面開(kāi)挖、全斷面開(kāi)挖及飽和土體的模擬，特別適用于研究飽和砂卵石土體在盾構(gòu)開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性，可以有效提升對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性的研究深度與廣度的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：</p><p>5、雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，包括模型箱，模型箱的底端設(shè)置有鋼框架底座，模型箱的底部四角處均設(shè)置有模型箱底座福馬輪，模型箱的一側(cè)壁中部貫穿設(shè)置有全斷面推進(jìn)裝置，模型箱的一側(cè)壁且遠(yuǎn)離全斷面推進(jìn)裝置的一端貫穿設(shè)置有半斷面推進(jìn)裝置，模型箱的內(nèi)部設(shè)置有透水板。</p><p>6、進(jìn)一步的，為了在模型箱的作用下，不僅增強(qiáng)了模型箱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)獲取和可視化變得更加便捷，模型箱內(nèi)部設(shè)置透水板，可實(shí)現(xiàn)土體不同高度飽和，從而實(shí)現(xiàn)土體飽和與半飽和以及干濕交替等不同土體含水狀態(tài)，并且，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)半斷面開(kāi)挖、全斷面開(kāi)挖及飽和土體的模擬，特別適用于研究飽和砂卵石土體在盾構(gòu)開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性，可以有效提升對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性的研究深度與廣度，模型箱包括設(shè)置在鋼框架底座頂端的鋼板一，鋼板一的頂端四角處均設(shè)置有模型箱方管，模型箱方管之間均設(shè)置方管鋼框架，其中一個(gè)方管鋼框架的內(nèi)壁設(shè)置有鋼板二，其余方管鋼框架的內(nèi)壁設(shè)置有透明鋼化玻璃面板。</p><p>7、進(jìn)一步的，為了在全斷面推進(jìn)裝置的作用下，通過(guò)絲杠一與全斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪的配合，可以使全斷面開(kāi)挖操作更精確，能夠精確控制推進(jìn)進(jìn)程，機(jī)械結(jié)構(gòu)堅(jiān)固可靠，同時(shí)，模擬實(shí)際工程中盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)操作，通過(guò)調(diào)節(jié)推進(jìn)速度和行程，研究不同推進(jìn)參數(shù)對(duì)土體穩(wěn)定性的影響，從而顯著提高了對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性研究的全面性與準(zhǔn)確性，全斷面推進(jìn)裝置包括設(shè)置在模型箱一側(cè)的后導(dǎo)向機(jī)架，后導(dǎo)向機(jī)架的一側(cè)壁設(shè)置有若干導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱的圓周外壁均套設(shè)有推進(jìn)底座，推進(jìn)底座的一側(cè)壁頂部和底部均貫穿設(shè)置有絲杠一，絲杠一的一端均設(shè)置有全斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪，推進(jìn)底座的一側(cè)壁中部貫穿設(shè)置有全斷面盾殼，全斷面盾殼內(nèi)部設(shè)置有絞龍，全斷面盾殼的端部通過(guò)絞龍前端支撐連接有全斷面盾構(gòu)刀盤(pán)，全斷面盾殼的內(nèi)部設(shè)置有絞龍前端軸承，全斷面盾構(gòu)刀盤(pán)一側(cè)壁中部通過(guò)螺栓與絞龍前端軸承相連接，導(dǎo)向柱與絲杠一均通過(guò)法蘭盤(pán)固定在推進(jìn)底座和后導(dǎo)向機(jī)架上。</p><p>8、進(jìn)一步的，為了在半斷面推進(jìn)裝置的作用下，可以通過(guò)在絲杠二與半斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪的配合下模擬開(kāi)挖面破壞，能夠精確控制后退行程與速度，從而使得該雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洳粌H能提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，還將為盾構(gòu)施工的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要參考依據(jù)，從而推動(dòng)盾構(gòu)施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，半斷面推進(jìn)裝置包括設(shè)置在其中一個(gè)透明鋼化玻璃面板內(nèi)壁的半斷面盾殼，半斷面盾殼與透明鋼化玻璃面板之間通過(guò)法蘭固定連接，半斷面盾殼的內(nèi)部設(shè)置有半斷面支護(hù)面板，半斷面支護(hù)面板的一側(cè)連接有半斷面支護(hù)面板連接軸，半斷面支護(hù)面板連接軸的一側(cè)連接有軸力傳感器，軸力傳感器的一側(cè)連接有絲杠二，絲杠二的一側(cè)連接有半斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪。</p><p>9、(三)有益效果</p><p>10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，具備以下有益效果?/p><p>11、(1)本發(fā)明通過(guò)在全斷面推進(jìn)裝置和半斷面推進(jìn)裝置的作用下，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)半斷面開(kāi)挖、全斷面開(kāi)挖及飽和土體的模擬，同時(shí)，全斷面盾構(gòu)刀盤(pán)實(shí)現(xiàn)可替換，通過(guò)評(píng)估開(kāi)挖過(guò)程中刀盤(pán)磨損度，可適用于研究針對(duì)不同土質(zhì)條件盾構(gòu)刀盤(pán)類型選擇，對(duì)于延長(zhǎng)盾構(gòu)機(jī)使用壽命，降低維護(hù)成本，確保施工進(jìn)度不受影響具有重要意義，為土木工程領(lǐng)域提供更加準(zhǔn)確和全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。</p><p>12、(2)本發(fā)明在模型箱的作用下，不僅增強(qiáng)了模型箱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)獲取和可視化變得更加便捷，模型箱內(nèi)部設(shè)置透水板，可實(shí)現(xiàn)土體不同高度飽和，從而實(shí)現(xiàn)土體飽和與半飽和以及干濕交替等不同土體含水狀態(tài)，并且，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)半斷面開(kāi)挖、全斷面開(kāi)挖及飽和土體的模擬，特別適用于研究飽和砂卵石土體在盾構(gòu)開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性，可以有效提升對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性的研究深度與廣度。</p><p>13、(3)本發(fā)明在全斷面推進(jìn)裝置的作用下，通過(guò)絲杠一與全斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪的配合，可以使全斷面開(kāi)挖操作更精確，能夠精確控制推進(jìn)進(jìn)程，機(jī)械結(jié)構(gòu)堅(jiān)固可靠，同時(shí)，模擬實(shí)際工程中盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)操作，通過(guò)調(diào)節(jié)推進(jìn)速度和行程，研究不同推進(jìn)參數(shù)對(duì)土體穩(wěn)定性的影響，從而顯著提高了對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性研究的全面性與準(zhǔn)確性。</p><p>14、(4)本發(fā)明在半斷面推進(jìn)裝置的作用下，可以通過(guò)在絲杠二與半斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪的配合下模擬開(kāi)挖面破壞，能夠精確控制后退行程與速度，從而使得該雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洳粌H能提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，還將為盾構(gòu)施工的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要參考依據(jù)，從而推動(dòng)盾構(gòu)施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。</p><br/><br><b>技術(shù)特征：</b><br/><p>1.雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，包括模型?1)，其特征在于，所述模型箱(1)的底端設(shè)置有鋼框架底座(2)，所述模型箱(1)的底部四角處均設(shè)置有模型箱底座福馬輪(3)，所述模型箱(1)的一側(cè)壁中部貫穿設(shè)置有全斷面推進(jìn)裝置(4)，所述模型箱(1)的一側(cè)壁且遠(yuǎn)離所述全斷面推進(jìn)裝置(4)的一端貫穿設(shè)置有半斷面推進(jìn)裝置(5)，所述模型箱(1)的內(nèi)部設(shè)置有透水板(6)。</p><p>2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，所述模型?1)包括設(shè)置在所述鋼框架底座(2)頂端的鋼板一(101)，所述鋼板一(101)的頂端四角處均設(shè)置有模型箱方管(102)，所述模型箱方管(102)之間均設(shè)置方管鋼框架(103)。</p><p>3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，其中一個(gè)所述方管鋼框架(103)的內(nèi)壁設(shè)置有鋼板二(104)，其余所述方管鋼框架(103)的內(nèi)壁設(shè)置有透明鋼化玻璃面板(105)。</p><p>4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，所述全斷面推進(jìn)裝置(4)包括設(shè)置在所述模型箱(1)一側(cè)的后導(dǎo)向機(jī)架(401)，所述后導(dǎo)向機(jī)架(401)的一側(cè)壁設(shè)置有若干導(dǎo)向柱(402)，所述導(dǎo)向柱(402)的圓周外壁均套設(shè)有推進(jìn)底座(403)。</p><p>5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洌涮卣髟谟?，所述推進(jìn)底座(403)的一側(cè)壁頂部和底部均貫穿設(shè)置有絲杠一(404)，所述絲杠一(404)的一端均設(shè)置有全斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪(405)，所述推進(jìn)底座(403)的一側(cè)壁中部貫穿設(shè)置有全斷面盾殼(406)。</p><p>6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，所述全斷面盾?406)內(nèi)部設(shè)置有絞龍，所述全斷面盾殼(406)的端部通過(guò)絞龍前端支撐(407)連接有全斷面盾構(gòu)刀盤(pán)(408)，所述全斷面盾殼(406)的內(nèi)部設(shè)置有絞龍前端軸承(409)。</p><p>7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洌涮卣髟谟?，所述全斷面盾?gòu)刀盤(pán)(408)一側(cè)壁中部通過(guò)螺栓與所述絞龍前端軸承(409)相連接。</p><p>8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，所述?dǎo)向柱(402)與所述絲杠一(404)均通過(guò)法蘭盤(pán)固定在所述推進(jìn)底座(403)和所述后導(dǎo)向機(jī)架(401)上。</p><p>9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，所述半斷面推進(jìn)裝置(5)包括設(shè)置在其中一個(gè)所述透明鋼化玻璃面板(105)內(nèi)壁的半斷面盾殼(501)，所述半斷面盾殼(501)與所述透明鋼化玻璃面板(105)之間通過(guò)法蘭固定連接，所述半斷面盾殼(501)的內(nèi)部設(shè)置有半斷面支護(hù)面板(502)，所述半斷面支護(hù)面板(502)的一側(cè)連接有半斷面支護(hù)面板連接軸(503)，所述半斷面支護(hù)面板連接軸(503)的一側(cè)連接有軸力傳感器(504)。</p><p>10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?，其特征在于，所述軸力傳感器(504)的一側(cè)連接有絲杠二(505)，所述絲杠二(505)的一側(cè)連接有半斷面盾構(gòu)手動(dòng)輪(506)。</p><br/><b>技術(shù)總結(jié)</b><br>本發(fā)明公開(kāi)了雙斷面盾構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洌婕岸軜?gòu)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括模型箱，模型箱的底端設(shè)置有鋼框架底座，模型箱的底部四角處均設(shè)置有模型箱底座福馬輪，模型箱的一側(cè)壁中部貫穿設(shè)置有全斷面推進(jìn)裝置，模型箱的一側(cè)壁且遠(yuǎn)離全斷面推進(jìn)裝置的一端貫穿設(shè)置有半斷面推進(jìn)裝置，模型箱的內(nèi)部設(shè)置有透水板。本發(fā)明通過(guò)在全斷面推進(jìn)裝置和半斷面推進(jìn)裝置的作用下，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)半斷面開(kāi)挖、全斷面開(kāi)挖及飽和土體的模擬，同時(shí)，全斷面盾構(gòu)刀盤(pán)實(shí)現(xiàn)可替換，通過(guò)評(píng)估開(kāi)挖過(guò)程中刀盤(pán)磨損度，可適用于研究針對(duì)不同土質(zhì)條件盾構(gòu)刀盤(pán)類型選擇，對(duì)于延長(zhǎng)盾構(gòu)機(jī)使用壽命，降低維護(hù)成本，確保施工進(jìn)度不受影響具有重要意義。<br/><br/><b>技術(shù)研發(fā)人員：</b>郭彩霞,岳鴻宇,楊旭棟<br/><b>受保護(hù)的技術(shù)使用者：</b>北京工業(yè)大學(xué)<br/><b>技術(shù)研發(fā)日：</b><br/><b>技術(shù)公布日：</b>2025/5/8
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技術(shù)研發(fā)人員：郭彩霞,岳鴻宇,楊旭棟
技術(shù)所有人：北京工業(yè)大學(xué)
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