類矩形盾構切削推進模擬試驗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種類矩形盾構切削推進模擬試驗系統。
【背景技術】
[0002]隨著市政交通建設的加快和周邊環境保護要求的提高，在軟土地區城市地下通道等工程的施工，對非開挖技術提出了更高的要求，要能夠減小對環境影響，適應淺埋的施工條件。類矩形盾構隧道因其斷面利用率高、施工成本低、地面沉降控制效果好等特點，受到了廣泛的關注，對其的研宄應用可謂大勢所趨。隨著大斷面矩形頂管案例的成功實施，對類矩形盾構隧道的研宄更是迫在眉睫。當前正處于我國地下空間飛速發展的時期，蘊含著巨大的潛力。類矩形盾構相關技術的研宄，能極大提高我國在國際隧道掘進行業中的競爭優勢，將我國類矩形盾構設備與施工技術提升到一個全新的水平。同時還將帶動類矩形盾構相關配套產品的發展，進而帶動整個產業鏈的發展，對瞄準國際先進水平，開展隧道盾構前沿技術、共性關鍵技術研宄，促進科研成果產業化，實現可持續發展和保持經濟穩定增長，具有重要的戰略意義。
[0003]類矩形盾構機往往具有多個刀盤，有別于傳統圓形盾構的單刀盤，甚至存在有小的偏心刀盤。因此類矩形盾構隧道在切削推進的過程中，由于刀盤之間相互影響，開挖面存在極大的不確定性，需特別關注其穩定性問題。同時，由于開挖面的穩定性問題對環境造成的影響，也應給予足夠的重視，而相關研宄表明類矩形盾構隧道一個重要問題就是切削面的穩定問題。目前國內關于類矩形盾構的研宄較少，還沒有能夠較好地模擬類矩形盾構刀盤工作的試驗系統。
【發明內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種類矩形盾構切削推進模擬試驗系統，以能夠模擬類矩形盾構的刀盤在切削推進工作過程中的工作狀態，為類矩形盾構切削推進的研宄提供一種模擬試驗系統。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種類矩形盾構切削推進模擬試驗系統，其特征是，包括以下部分:模型箱，模型箱中填充模型土，模型箱由多個側壁圍成，其中一個側壁為由透明材料制成的觀測壁；類矩形盾構模擬刀盤，位于所述模型箱內；所述類矩形盾構模擬刀盤上設有兩個切削刀頭；電動機，可移動地安裝在一水平導軌上，電動機的輸出軸與兩個切削刀頭傳動連接；水平推進裝置，與電動機相連接并推動電動機在所述水平導軌上直線運動；觀測裝置，設置在模型箱外部并與所述觀測壁相對。
[0006]進一步地，所述觀測壁上劃有格柵線。
[0007]優選地，所述水平推進裝置為一千斤頂。
[0008]進一步地，所述模型箱上與觀測壁相對的側壁為支承壁，電動機的輸出軸穿過支承壁與兩個切削刀頭傳動連接。
[0009]進一步地，所述電動機的輸出軸與支承壁之間設有軸承。
[0010]進一步地，所述電動機有兩個，所述兩個切削刀頭各與一個電動機的輸出軸相連接。
[0011]優選地，所述模型土中埋設應力、應變及位移傳感器。
[0012]進一步地，所述刀盤的底部設有出土口。
[0013]優選地，所述刀盤的頂部設有多個圓錐形凸起。
[0014]優選地，所述觀測裝置為攝像機。
[0015]如上所述，本發明的一種類矩形盾構切削推進模擬試驗系統，具有以下有益效果:本發明所涉及的技術方案提供了一種能夠模擬類矩形盾構推進切削時的工作狀態的試驗系統，試驗系統配置觀測裝置，可以觀測推進切削過程中的土體運動情況以進行試驗分析，本試驗系統結構較為簡單，試驗方便。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例的類矩形盾構切削推進模擬試驗系統示意圖。
[0017]圖2為本發明實施例的類矩形盾構切削推進模擬試驗系統中類矩形盾構模擬刀盤的不意圖。
[0018]圖3為本發明實施例的類矩形盾構切削推進模擬試驗系統中觀測壁上的柵格示意圖。
[0019]圖4為本發明實施例的類矩形盾構切削推進模擬試驗系統采用兩臺電動機分別帶動兩個切削刀頭的方案示意圖。
[0020]零件標號說明
[0021]I 水平導軌42圓錐形凸起
[0022]2 千斤頂43出土口
[0023]3 電動機5 模型箱
[0024]31安裝板51支承壁
[0025]4類矩形盾構模擬刀盤52觀測壁
[0026]41切削刀頭6 攝像機
【具體實施方式】
[0027]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0028]圖1至圖2所示為本發明所涉及的一種類矩形盾構切削推進模擬試驗系統，包括一個模型箱5、水平推進裝置、電動機3和類矩形盾構模擬刀盤4，電動機3安裝在水平導軌I上，水平推進裝置可以推動電動機3在水平導軌I上直線運動以模擬推進運動，電動機3的輸出軸與類矩形盾構模擬刀盤4中的兩個切削刀頭41傳動連接，帶動切削刀頭41轉動以模擬切削運動，類矩形盾構模擬刀盤4及兩個切削刀頭41位于模型箱5內被埋置于模型土中，切削刀頭41在裝有模型土的模型箱5內做推進切削運動使模型土產生運動。
[0029]水平推進裝置能夠提供推進運動和推進力，在本實施方案中，如圖1和圖4所示，水平推進裝置為千斤頂2，采用液壓驅動，千斤頂2與水平導軌I之間相對固定安裝，千斤頂2的頂桿與電動機3的機殼后端連接，電動機3的機殼底部設置有與水平導軌I配合的導軌配合機構，比如滑塊或者滾輪，使電動機3在水平推進裝置的作用下能沿水平導軌I做直線運動。當千斤頂2的頂桿頂進或者縮回時，千斤頂2能夠帶動電動機3沿水平導軌I頂進或者縮回。
[0030]類矩形盾構模擬刀盤4包括兩個切削刀頭41，電動機3的輸出軸與類矩形盾構模擬刀盤4的兩個切削刀頭41傳動連接。可以用一個電動機3通過傳動機構帶動兩個切削刀頭41轉動，比如采用齒輪傳動機構來帶動兩個切削刀頭41轉動，也可以采用兩臺電動機3分別帶動兩個切削刀頭41轉動。如圖4所示，在使用兩臺電動機3分別帶動兩個切削刀頭41的實施例中，每個電動機3的輸出軸上連接一個切削刀頭41，兩臺電動機3分別帶動兩個切削刀頭41轉動。當采用兩臺電動機3分別帶動兩個切削刀頭41轉動時，可以為兩臺電動機3分別配置一個水平頂進裝置，本實施例中，采用兩個千斤頂2分別頂進兩臺電動機3，兩個液壓千斤頂2均與水平導軌I相對固定安裝，兩個千斤頂2的頂桿分別與兩臺電動機3的機殼后端連接，兩臺電動機3的機殼底部均設置有安裝板31，安裝板31上設置有與水平導軌I配合的滾輪，水平導軌I為鋼導軌，電動機3在水平推進裝置的作用下能沿水平導軌I做直線運動。當采用兩臺電動機3分別帶動兩個切削刀頭41轉動時，也可以通過固定連接板將兩臺電動機3的機殼固定連接，通過一臺千斤頂2與固定連接板連接，千斤頂2通過頂進連接板使兩臺電機一起沿水平導軌I作直線運動。
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