一種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置及方法，包括加壓系統(tǒng)、試驗(yàn)土倉、刀盤系統(tǒng)、刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和螺旋出土器；試驗(yàn)時(shí)，通過空壓機(jī)向泥漿罐內(nèi)加壓，將罐內(nèi)泥漿壓入彈性液囊；通過高壓泥漿對土體施加壓力，能夠模擬實(shí)際工程刀盤所受的梯形荷載。通過對盾構(gòu)刀盤切削渣土過程進(jìn)行真實(shí)模擬，在盾構(gòu)土艙內(nèi)形成與實(shí)際工程一致的壓力環(huán)境，最大程度保證模擬的可靠性。通過監(jiān)測盾構(gòu)土艙內(nèi)土壓力的大小，研究倉內(nèi)壓力對出土效率的影響；通過監(jiān)測螺旋出土器沿程壓力的變化和螺旋軸扭矩的大小，全面評價(jià)土體改良效果。
【專利說明】
一種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置及方法。該裝置可以模擬盾構(gòu)施工過程，適用于隧道及地下工程技術(shù)領(lǐng)域中渣土改良試驗(yàn)，屬于模擬隧道施工的模型試驗(yàn)裝置。【背景技術(shù)】
[0002]土壓平衡盾構(gòu)是一種用于地下工程施工的專用機(jī)械，由于其具有成本相對較低、 掘進(jìn)效率高、地層適應(yīng)性強(qiáng)、對周圍環(huán)境影響小等特點(diǎn)，在我國各類隧道工程施工中均得到了廣泛應(yīng)用。特別是近年來，各省市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，省會(huì)城市和一線城市規(guī)劃和在建地鐵工程項(xiàng)目日益增多，有力地推動(dòng)了我國盾構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使得盾構(gòu)施工面臨的地質(zhì)范圍不斷拓寬。由于土壓平衡盾構(gòu)施工的關(guān)鍵是要使刀盤切削下來的土體在土倉內(nèi)形成一種“塑性流動(dòng)狀態(tài)”，從而有利于螺旋出土器將其攜出，進(jìn)而使土倉與開挖面之間形成一種 “弱欠壓”的力學(xué)狀態(tài)，保證盾構(gòu)能夠高效快速地向前掘進(jìn)。故對不同地質(zhì)條件下的切削渣土進(jìn)行改良，是保證盾構(gòu)安全高效掘進(jìn)的關(guān)鍵。目前針對渣土改良的研究主要包括現(xiàn)場研究和室內(nèi)模型試驗(yàn)研究。施工現(xiàn)場進(jìn)行渣土改良通常是施工單位通過摸索和經(jīng)驗(yàn)來確改良劑的種類和添加量，改良標(biāo)準(zhǔn)以“不結(jié)餅、易流動(dòng)”為指標(biāo)，缺乏對改良劑適應(yīng)性的研究和量化分析。模型試驗(yàn)則能較好的對改良劑的地層適應(yīng)性進(jìn)行研究，同時(shí)可以量化改良劑的添加量對渣土改良效果的影響?，F(xiàn)有的盾構(gòu)渣土改良模型試驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)艙內(nèi)加壓和螺旋出土器出土，但由于從頂部加壓，難以模擬實(shí)際工程中土倉內(nèi)“弱欠壓”的壓力狀態(tài);而且由于頂部加壓，土體固結(jié)，攪拌困難，土倉內(nèi)螺旋軸因豎向受力發(fā)生彎曲，造成試驗(yàn)效果不理想。而其他改良試驗(yàn)大多采用人工拌和渣土，采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改良渣土的流動(dòng)性分析，與實(shí)際工程中土倉內(nèi)渣土狀態(tài)差異較大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置及方法。該裝置可以真實(shí)模擬土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)過程，通過調(diào)節(jié)施加壓力和刀盤轉(zhuǎn)速，可以研究不同壓力情況下改良劑種類和加入量對渣土改良效果的影響，通過測定螺旋出土器沿程土壓分布情況和螺旋軸扭矩情況，全面評價(jià)改良土體性能，優(yōu)化渣土改良添加劑的配比方案，為土壓平衡盾構(gòu)在不同地層中快速掘進(jìn)提供參考。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0005]—種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置，包括加壓系統(tǒng)、試驗(yàn)土倉、 刀盤系統(tǒng)、刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和螺旋出土器；
[0006]加壓系統(tǒng)包括空壓機(jī)1、輸氣管2、泥漿罐4、輸泥管7、調(diào)壓閥3、氣壓計(jì)6,液壓計(jì)8， 彈性液囊12;其中，泥漿罐4內(nèi)盛泥漿，泥漿罐頂部通過輸氣管2連接空壓機(jī)1，泥漿罐底部通過輸泥管7連接彈性液囊12;試驗(yàn)時(shí)，通過空壓機(jī)向泥漿罐4內(nèi)加壓，將罐內(nèi)泥漿壓入彈性液囊12;
[0007]刀盤系統(tǒng)包括刀盤面板、刀具、攪拌棒;在刀盤面板和試驗(yàn)土倉之間布置有滾軸14 進(jìn)行刀盤支承，滾軸14鑲嵌于試驗(yàn)土倉9倉壁內(nèi)的預(yù)留卡槽內(nèi)；刀盤面板13上設(shè)置有若干輻條，在每個(gè)輻條正面設(shè)置刀具，每個(gè)輻條背面設(shè)置攪拌棒16,所有輻條背面的攪拌棒16總體呈螺旋線規(guī)律安裝；
[0008]在刀盤面板帶有攪拌棒16—側(cè)和試驗(yàn)土倉之間空間為渣土艙，渣土艙上部內(nèi)壁有改良劑注入口 17，方便向渣土艙內(nèi)注入改良劑;在渣土艙側(cè)壁和底部中間位置上安裝土壓力傳感器28;
[0009]所述刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括刀盤驅(qū)動(dòng)主軸18、齒輪19、減速器21、驅(qū)動(dòng)電機(jī)22;
[0010]螺旋出土器包括螺旋出土器外殼24、螺旋主軸25、螺旋葉片26、螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī) 27;在螺旋軸沿軸方向布置有土壓力傳感器，測量螺旋出土器沿程壓力，在出土器末端安裝有一個(gè)扭矩傳感器，測量螺旋軸扭矩。
[0011]所述的試驗(yàn)裝置，所述的試驗(yàn)土倉9為一個(gè)直徑lm，縱向長度為2m的筒形結(jié)構(gòu)，壁厚3cm，內(nèi)表面光滑，在頂部有一個(gè)長0.5m，寬0.5m的可拆卸倉蓋10,用于向倉內(nèi)填土，土倉下部采用牛腿支撐。[〇〇12] 所述的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)土倉的一端設(shè)置有活動(dòng)倉門11，倉門直徑為1.1m，由厚3cm 的鋼板制成，中心焊接有兩個(gè)把手;倉門可繞一側(cè)合頁轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行開啟和關(guān)閉，方便出土和彈性液囊12排泥。[〇〇13]所述的試驗(yàn)裝置，刀盤驅(qū)動(dòng)主軸18為直徑20cm的圓柱形結(jié)構(gòu)，一端與刀盤固接，一端與主齒輪19鍵接，主齒輪19通過兩個(gè)相對的驅(qū)動(dòng)齒輪20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪20分別與減速器21和和驅(qū)動(dòng)電機(jī)22相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22安裝在混凝土墩臺上。[〇〇14]所述的試驗(yàn)裝置，螺旋出土器通過法蘭23與渣土艙出土口相連，傾斜角度為22度， 中部采用混凝土支墩30支撐;螺旋出土器外殼24為厚度為1.5cm的鋼筒，內(nèi)徑約為27cm，螺旋軸25直徑為10cm，螺旋葉片26厚度為lcm，焊接在螺旋主軸25上，螺距為24cm〇
[0015]根據(jù)任一所述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)的方法，步驟如下:首先向泥漿罐4內(nèi)注入泥漿； 打開試驗(yàn)土倉活動(dòng)倉門11，將彈性液囊12安裝就位，關(guān)閉倉門；打開試驗(yàn)土倉上部艙蓋10， 將試驗(yàn)土樣裝入土倉9，并壓實(shí)，直到裝滿土倉9;開啟空壓機(jī)1，向泥漿罐4內(nèi)壓入高壓空氣， 高壓泥漿從泥漿罐4流出并充填彈性液囊12,彈性液囊12膨脹，推動(dòng)土體向前移動(dòng)，此時(shí)，彈性液囊12—側(cè)擠壓在活動(dòng)倉門11，另一側(cè)擠壓在試驗(yàn)土樣上;開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)22,通過減速器 21設(shè)置刀盤轉(zhuǎn)速，同時(shí)通過改良劑注入口 17向渣土艙內(nèi)注入改良劑；當(dāng)渣土艙內(nèi)土壓力傳感器28 土壓力增加到一定值時(shí)，開啟螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)27,設(shè)定螺旋出土器轉(zhuǎn)速為預(yù)定值，監(jiān)測沿程壓力分布情況和扭矩變化情況。[〇〇16]所述的方法，當(dāng)試驗(yàn)中出土量達(dá)到0.9m3時(shí)，液囊行程約lm，關(guān)閉空壓機(jī)1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)22,待螺旋出土器出土量很小時(shí)，關(guān)閉螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)27,清理試驗(yàn)土倉9及螺旋出土器外殼24內(nèi)剩余土體。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明采用高壓泥漿對土體施加壓力，能夠模擬實(shí)際工程刀盤所受的梯形荷載。 通過對盾構(gòu)刀盤切削渣土過程進(jìn)行真實(shí)模擬，在盾構(gòu)土艙內(nèi)形成與實(shí)際工程一致的壓力環(huán)境，最大程度保證模擬的可靠性。通過監(jiān)測盾構(gòu)土艙內(nèi)土壓力的大小，研究倉內(nèi)壓力對出土效率的影響；通過監(jiān)測螺旋出土器沿程壓力的變化和螺旋軸扭矩的大小，全面評價(jià)土體改良效果。本發(fā)明的提出，為渣土改良室內(nèi)模型試驗(yàn)提供了依據(jù)，對優(yōu)化盾構(gòu)土艙內(nèi)攪拌棒的布置和不同地層改良劑優(yōu)選和量化研究提供參考?！靖綀D說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的試驗(yàn)土倉結(jié)構(gòu)示意圖(正視圖)；
[0021]圖3為本發(fā)明的試驗(yàn)土倉結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)；
[0022]圖4是本發(fā)明的刀盤結(jié)構(gòu)細(xì)部圖(正視圖)；
[0023]圖5為本發(fā)明的刀盤結(jié)構(gòu)細(xì)部圖(側(cè)視圖)；[〇〇24]圖6是本發(fā)明刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(正視圖)；
[0025]圖7是本發(fā)明的刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖(側(cè)視圖)；
[0026]圖8是本發(fā)明的螺旋出土器結(jié)構(gòu)細(xì)部圖。
[0027]圖中:1、空壓機(jī)，2、輸氣管，3、調(diào)壓閥，4、泥漿罐，5、液位計(jì)，6、氣壓計(jì)，7、輸泥管， 8、液壓計(jì)，9、試驗(yàn)土倉，10、土倉蓋，11、活動(dòng)倉門，12、彈性液囊，13、刀盤面板，14、滾軸軸承，15、刀具，16、攪拌棒，17、改良劑注入口，18、刀盤驅(qū)動(dòng)主軸，19、主軸齒輪，20、驅(qū)動(dòng)齒輪， 21、減速器，22、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，23、法蘭，24、螺旋出土器外殼，25、螺旋出土器主軸，26、螺旋葉片，27、螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，28、土壓傳感器，29、扭矩傳感器，30、混凝土支墩，31、渣土收集器。【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示，本試驗(yàn)裝置包括加壓系統(tǒng)、試驗(yàn)土倉、刀盤系統(tǒng)、刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和螺旋出土器；
[0030]加壓系統(tǒng)包括空壓機(jī)1、輸氣管2、泥漿罐4、輸泥管7、調(diào)壓閥3、氣壓計(jì)6,液壓計(jì)8， 彈性液囊12。其中，泥漿罐4是一個(gè)長lm，寬lm，高2m的封閉長方體形容器，內(nèi)盛泥漿，泥漿罐頂部通過內(nèi)徑3cm的輸氣管2連接空壓機(jī)1，泥漿罐底部通過內(nèi)徑4cm的輸泥管7連接彈性液囊12。試驗(yàn)時(shí)，通過輸出氣壓為IMPa的空壓機(jī)向泥漿罐4內(nèi)加壓，將罐內(nèi)泥漿壓入彈性液囊 12,彈性液囊采用耐高壓橡膠制成，縱向伸縮長度可達(dá)到1.5m。[〇〇31]圖2、3所示為試驗(yàn)土倉的正視和側(cè)視示意圖。試驗(yàn)土倉9為一個(gè)直徑lm，縱向長度為2m的筒形結(jié)構(gòu)，壁厚3cm，內(nèi)表面光滑，在頂部有一個(gè)長0.5m，寬0.5m的可拆卸倉蓋10，用于向倉內(nèi)填土，土倉下部采用牛腿支撐。試驗(yàn)土倉的一端設(shè)置有活動(dòng)倉門11，倉門直徑為 1.1m，由厚3cm的鋼板制成，中心焊接有兩個(gè)把手。倉門可繞一側(cè)合頁轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行開啟和關(guān)閉，方便出土和彈性液囊12排泥。[〇〇32]圖4、5所示為本發(fā)明的刀盤系統(tǒng)。為減小刀盤與土倉側(cè)壁間的摩擦，在刀盤和試驗(yàn)土倉之間共布置100根左右的直徑2.5cm的滾軸14進(jìn)行刀盤支承，滾軸14鑲嵌于試驗(yàn)土倉9 倉壁內(nèi)的預(yù)留卡槽內(nèi)，并涂以潤滑油脂。盾構(gòu)刀盤直徑為〇.95m，開口率為30%，刀盤面板13 上布置有72把刀具，在每個(gè)輻條正面設(shè)置12把刀具，每個(gè)輻條背面設(shè)置攪拌棒，六個(gè)輻條上的攪拌棒16總體呈螺旋線規(guī)律安裝。在刀盤面板帶有攪拌棒16—側(cè)和試驗(yàn)土倉之間空間為渣土艙，渣土艙上部內(nèi)壁有改良劑注入口 17，方便向渣土艙內(nèi)注入改良劑。為了測量渣土艙內(nèi)土壓力，在渣土艙側(cè)壁和底部中間位置上安裝有6個(gè)量程為IMPa，測量精度為0.00IMPa的土壓力傳感器28,渣土艙下部設(shè)置出土口，出土口通過法蘭23與螺旋出土器相連。
[0033]圖6、7所示為刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括刀盤驅(qū)動(dòng)主軸18、齒輪19、減速器21、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 22。刀盤驅(qū)動(dòng)主軸18為直徑20cm的圓柱形結(jié)構(gòu)，一端與刀盤固接，一端與主齒輪19鍵接，主齒輪19通過兩個(gè)相對的驅(qū)動(dòng)齒輪20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪20分別與減速器21和和驅(qū)動(dòng)電機(jī)22 相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22安裝在混凝土墩臺上。[〇〇34]圖8所示為螺旋出土器結(jié)構(gòu)圖，螺旋出土器包括螺旋出土器外殼24、螺旋主軸25、 螺旋葉片26、螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)27。螺旋出土器通過法蘭23與渣土艙出土口相連，傾斜角度為 22度，中部采用混凝土支墩30支撐。螺旋出土器外殼24為厚度為1.5cm的鋼筒，內(nèi)徑約為 27cm，螺旋軸25直徑為10cm，螺旋葉片26厚度為lcm，焊接在螺旋主軸25上，螺距為24cm。并在螺旋軸沿軸方向布置有4個(gè)土壓力傳感器28測量螺旋出土器沿程壓力，在出土器末端安裝有一個(gè)扭矩傳感器29，測量螺旋軸扭矩。螺旋軸端部開口，用于排土，并配有相應(yīng)的渣土收集裝置31。
[0035]使用本發(fā)明裝置時(shí)，操作步驟如下:首先向泥漿罐4內(nèi)注入總?cè)莘e約4/5的泥漿;打開試驗(yàn)土倉活動(dòng)倉門11，將三個(gè)彈性液囊12并排安裝就位，關(guān)閉倉門；打開試驗(yàn)土倉上部艙蓋10,將試驗(yàn)土樣裝入土倉9,并壓實(shí)，直到裝滿土倉9。開啟空壓機(jī)1，向泥漿罐4內(nèi)壓入高壓空氣，高壓泥漿從泥漿罐4流出并充填彈性液囊12，彈性液囊12膨脹，推動(dòng)土體向前移動(dòng)，此時(shí)，彈性液囊12—側(cè)擠壓在活動(dòng)倉門11，另一側(cè)擠壓在試驗(yàn)土樣上。開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)22,通過減速器21設(shè)置刀盤轉(zhuǎn)速為5r/min，同時(shí)通過改良劑注入口 17向渣土艙內(nèi)注入改良劑。當(dāng)渣土艙內(nèi)土壓力傳感器28 土壓力增加到一定值時(shí)，開啟螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)27,設(shè)定螺旋出土器轉(zhuǎn)速為預(yù)定值，監(jiān)測沿程壓力分布情況和扭矩變化情況。當(dāng)試驗(yàn)中出土量達(dá)到〇.9m3(液囊行程約lm)時(shí)，關(guān)閉空壓機(jī)1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)22,待螺旋出土器出土量很小時(shí)，關(guān)閉螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)27,清理試驗(yàn)土倉9及螺旋出土器外殼24內(nèi)剩余土體。
[0036]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于模擬土壓平衡盾構(gòu)施工渣土改良的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括加壓系統(tǒng)、 試驗(yàn)土倉、刀盤系統(tǒng)、刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和螺旋出土器；加壓系統(tǒng)包括空壓機(jī)(1)、輸氣管(2)、泥漿罐(4)、輸泥管(7)、調(diào)壓閥(3)、氣壓計(jì)(6)， 液壓計(jì)(8)，彈性液囊(12);其中，泥漿罐(4)內(nèi)盛泥漿，泥漿罐頂部通過輸氣管(2)連接空壓 機(jī)(1)，泥漿罐底部通過輸泥管(7)連接彈性液囊(12);試驗(yàn)時(shí)，通過空壓機(jī)向泥漿罐(4)內(nèi) 加壓，將罐內(nèi)泥漿壓入彈性液囊(12);刀盤系統(tǒng)包括刀盤面板、刀具、攪拌棒;在刀盤面板和試驗(yàn)土倉之間布置有滾軸(14)進(jìn) 行刀盤支承，滾軸(14)鑲嵌于試驗(yàn)土倉(9)倉壁內(nèi)的預(yù)留卡槽內(nèi)；刀盤面板(13)上設(shè)置有若 干輻條，在每個(gè)輻條正面設(shè)置刀具，每個(gè)輻條背面設(shè)置攪拌棒(16)，所有輻條背面的攪拌棒 (16)總體呈螺旋線規(guī)律安裝；在刀盤面板帶有攪拌棒(16)—側(cè)和試驗(yàn)土倉之間空間為渣土艙，渣土艙上部內(nèi)壁有改 良劑注入口( 17 )，方便向渣土倉內(nèi)注入改良劑;在渣土倉側(cè)壁和底部中間位置上安裝土壓 力傳感器(28);所述刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括刀盤驅(qū)動(dòng)主軸(18)、齒輪(19)、減速器(21)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22);螺旋出土器包括螺旋出土器外殼(24)、螺旋主軸(25)、螺旋葉片(26)、螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī) (27);在螺旋軸沿軸方向布置有土壓力傳感器，測量螺旋出土器沿程壓力，在出土器末端安 裝有一個(gè)扭矩傳感器，測量螺旋軸扭矩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的試驗(yàn)土倉(9)為一個(gè)直徑lm，縱 向長度為2m的筒形結(jié)構(gòu)，壁厚3cm，內(nèi)表面光滑，在頂部有一個(gè)長0.5m，寬0.5m的可拆卸倉蓋(10)，用于向倉內(nèi)填土，土倉下部采用牛腿支撐。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，試驗(yàn)土倉的一端設(shè)置有活動(dòng)倉門(11)，倉門直徑為1.1m，由厚3cm的鋼板制成，中心焊接有兩個(gè)把手;倉門可繞一側(cè)合頁轉(zhuǎn) 動(dòng)，進(jìn)行開啟和關(guān)閉，方便出土和彈性液囊(12)排泥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，刀盤驅(qū)動(dòng)主軸(18)為直徑20cm的圓柱 形結(jié)構(gòu)，一端與刀盤固接，一端與主齒輪(19)鍵接，主齒輪(19)通過兩個(gè)相對的驅(qū)動(dòng)齒輪 (20)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪(20)分別與減速器(21)和和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)安 裝在混凝土墩臺上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，螺旋出土器通過法蘭(23)與渣土倉出 土口相連，傾斜角度為22度，中部采用混凝土支墩(30)支撐;螺旋出土器外殼(24)為厚度為 1.5cm的鋼筒，內(nèi)徑約為27cm，螺旋軸(25)直徑為(10) cm，螺旋葉片(26)厚度為1 cm，焊接在 螺旋主軸(25)上，螺距為24cm 〇6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)的方法，其特征在于，步驟如下:首先 向泥漿罐(4)內(nèi)注入泥漿;打開試驗(yàn)土倉活動(dòng)倉門(11)，將彈性液囊(12)安裝就位，關(guān)閉倉 門；打開試驗(yàn)土倉上部艙蓋(10)，將試驗(yàn)土樣裝入土倉(9)，并壓實(shí)，直到裝滿土倉(9);開啟 空壓機(jī)(1)，向泥漿罐(4)內(nèi)壓入高壓空氣，高壓泥漿從泥漿罐(4)流出并充填彈性液囊 (12 )，彈性液囊(12)膨脹，推動(dòng)土體向前移動(dòng)，此時(shí)，彈性液囊(12) —側(cè)擠壓在活動(dòng)倉門 (11)，另一側(cè)擠壓在試驗(yàn)土樣上;開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)，通過減速器(21)設(shè)置刀盤轉(zhuǎn)速，同時(shí) 通過改良劑注入口( 17)向渣土艙內(nèi)注入改良劑；當(dāng)渣土艙內(nèi)土壓力傳感器(28)土壓力增加 到一定值時(shí)，開啟螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)(27)，設(shè)定螺旋出土器轉(zhuǎn)速為預(yù)定值，監(jiān)測沿程壓力分布情況和扭矩變化情況。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)試驗(yàn)中出土量達(dá)到0.9m3時(shí)，液囊行程約 lm，關(guān)閉空壓機(jī)(1)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)，待螺旋出土器出土量很小時(shí)，關(guān)閉螺旋軸驅(qū)動(dòng)電機(jī) (27)，清理試驗(yàn)土倉(9)及螺旋出土器外殼(24)內(nèi)剩余土體。
【文檔編號】E21D9/00GK105952461SQ201610446189
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】方勇, 鄧如勇, 郭建寧, 雷帥
【申請人】西南交通大學(xué)