[实用新型]一种用于模拟土压平衡盾构施工中土体改良的试验装置

说明书

本实用新型涉及一种用于模拟土压平衡盾构施工中土体改良的试验装置，包括底座和泡沫发生机构，底座顶部设有固定支柱，固定支柱上滑动安装有一水平的刚悬臂支撑，刚悬臂支撑上设有拧紧装置，刚悬臂支撑上固定有电机，电机动力输出端通过传动轴设有搅拌器，底座顶部设有搅拌桶，底座顶部前后两端设有一对螺栓固定器，泡沫发生机构包括三通阀、空压机和改良剂溶液罐，三通阀包括二进口和一出口，空压机连通一进口，改良剂溶液罐通过微型水泵连通另一进口，出口经出水管延伸至搅拌桶内，出水管上设有流量控制阀，通过测量搅拌过程中装置的电压、电流变化，计算搅拌器的功率，以评价改良后土体的粘性、搅拌扭矩等性能，进而优化改良剂配比。

技术领域

本实用新型涉及土压平衡盾构隧道施工领域，具体涉及一种用于模拟土压平衡盾构施工中土体改良的试验装置。

背景技术

土压平衡盾构隧道施工时，开挖范围内的土体在刀盘的切削搅拌作用下进入泥土仓，通过控制螺旋出土器的出土量来使盾构开挖进出土平衡，以控制土仓内的土压力值，从而保持开挖面的稳定性。在此过程中，土体粘性、摩擦性、刀盘扭矩大小是影响盾构机掘进效率的重要因素。对于地质条件不佳的地层(如红黏土地层)，施工过程中会出现许多问题，如刀盘扭矩过大、刀具结泥饼等。这些问题直接影响到盾构机的掘进速度和掘进成本，严重时可以影响到工程的成败，所以对盾构机开挖土体添加合适的土体改良剂进行土体改良具有重要意义。

在土压平衡盾构土体改良实验中，一般通过搅拌实验来测定改良土体的粘性、产生的搅拌扭矩大小。目前常见的土压平衡盾构改良实验中土体搅拌装置，操作繁琐，造价较高，并且对于高粘性土体(粉土、红黏土等)的适应性差，搅拌效率低，测量数据不可靠。因此非常有必要研究一种操作简单，造价低廉，并且能较好的适应粘性土的搅拌，提高搅拌效率，准确测量实验数据的试验装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的公开了一种用于模拟土压平衡盾构施工中土体改良的试验装置，它包括搅拌机构和泡沫发生机构；

所述搅拌机构包括底座，所述底座顶部靠左侧设有一竖直的固定支柱，所述固定支柱顶部设有数控开关和数显三相电压电流表，所述固定支柱上滑动安装有一水平的刚悬臂支撑，所述刚悬臂支撑上设有一拧紧装置，用于将所述刚悬臂支撑固定于所述固定支柱上，所述刚悬臂支撑上固定一竖直安装的电机，所述电机通过传动轴设有一搅拌器，所述底座顶部设有一搅拌桶，所述底座顶部前后两端对称设有一螺栓固定器，用于将所述搅拌桶固定于所述底座上；

所述泡沫发生机构包括一三通阀、一空压机和一改良剂溶液罐，所述三通阀包括二进口和一出口，所述空压机通过导管连接其中一所述进口，所述改良剂溶液罐通过一微型水泵和导管连接另外一所述进口，所述出口通过出水管延伸至所述搅拌桶内，所述出水管上设有一流量控制阀，用于调节出水管内溶液的流量大小。

优选地，所述搅拌器为锚框式搅拌器，所述搅拌器包括一搅拌轴和固设于所述搅拌轴底部的锚式叶轮，所述搅拌轴顶部连接所述传动轴，所述锚式叶轮的外廓与所述搅拌桶内壁形状相同，且所述锚式叶轮的底部为锥形。

优选地，所述出水管出口的高度高于所述锚式叶轮顶部的高度。

优选地，所述螺栓固定器包括一螺杆和一螺纹固定座，所述螺杆一端螺纹穿过所述螺纹固定座后固设有一弧形固定座，所述弧形固定座的弧度与所述搅拌桶外壁弧度相同，所述螺杆另一端固设有一调节手柄。

优选地，所述刚悬臂支撑包括一体化设置的移动部和支撑部，所述移动部为包围在所述固定支柱外壁的环状结构，所述移动部内设有一贯穿的螺孔，所述拧紧装置可在所述螺孔内移动，所述支撑部为矩形。

优选地，所述拧紧装置为一手拧螺栓，所述手拧螺栓一端与所述螺孔配合螺纹连接，另一端固设一手柄。

优选地，所述固定支柱的竖直方向上等间距设有若干固定孔，所述固定孔直径与所述手拧螺栓的直径相同。

优选地，所述电机内设有一变速器。