[实用新型]一种用于分区电渗减粘的应变控制式试验装置

说明书

本实用新型提供一种用于分区电渗减粘的应变控制式试验装置，该装置包括装置基座、电渗阳极、电渗阴极、绝缘条、硬质绝缘基座、薄金属片、电阻应变片、柔性绝缘垫、控制器、电源接头、拉杆、电源输出端口、信号接收端口、螺栓；装置与土体接触时，薄金属片产生变形，由电阻应变片测量装置不同部位的应变大小并传输至控制器，通过控制器传输适应的电压大小至相应的电渗区域，可以根据装置各部位与土体不同的粘附情况的反馈对各部位进行不同程度的电渗减粘控制，是优化土体与金属界面间减粘降阻的有效手段。

技术领域

本实用新型属于隧道与地下工程试验仪器技术领域，特别涉及一种用于分区电渗减粘的应变控制式试验装置。

背景技术

随着我国城市化进程不断地深入，城市地下交通网络的建设得到的很大发展。盾构施工凭借其快捷、高效等特点在城市隧道建设中发挥了巨大的作用。但是当盾构穿越淤泥质土、粉土等黏土地层时，刀盘切削下来的渣土经过挤压后会在刀盘表面形成泥饼，泥饼的形成及扩散会造成盾构刀具磨损、掘进能力降低以及刀盘扭矩增大等不利影响。因此，针对刀盘结泥饼问题，对于泥饼的形成以及如何避免泥饼的形成等问题进行研究，具有十分重要的工程价值和学术价值。

目前关于土体与金属界面间减粘降阻的电渗试验研究有很多，如：任露泉在《非光滑表面电渗减粘降阻应用研究》中将电渗应用在装载机铲斗上，通过试验证明，电渗铲斗具有良好的脱土效果；侯磊在《仿生微电渗减粘脱附探索》中，开展了电渗电压、电渗正负极面积以及电渗作用等因素对电渗减粘的影响的试验研究，并设计加工了自卸车车厢模型，通过仿生电渗试验研究，发现电渗方法有良好的脱土效果。然而，在实际情况中装置不同部位与土体的粘附情况均不相同，以上的电渗试验装置均是以额定的电压对装置整体进行通电，黏附力较大区域往往无法得到充分的减粘效果，而黏附力较小区域虽得到充分的电渗但不可避免的造成资源的浪费，无法根据装置不同部位与土体的实际粘附情况选取相适应的电压大小进行电渗试验。

为克服以上不足，本实用新型提出一种用于分区电渗减粘的应变控制式试验装置，由电阻应变片测量电渗装置不同区域的应变大小，并将电信号传输至控制器，最后通过控制器输送合适的电压至相应的电渗区域，可以根据装置各部位与土体不同的粘附情况的反馈对各部位进行不同程度的电渗减粘控制，从而达到最佳的减粘降阻的效果。

实用新型内容

本实用新型提出一种用于分区电渗减粘的应变控制式试验装置，其目的在于解决目前试验手段不能根据土体与金属界面间实际的黏附情况选取合适的电压进行电渗试验的问题，由电阻应变片7测量电渗装置不同部位的应变情况，通过控制器9传输合适的电压至相应的电渗区域，以达到最佳的电渗效果。

一种用于分区电渗减粘的应变控制式试验装置，其特征在于，包括装置基座 1、电渗阳极2、电渗阴极3、绝缘条4、硬质绝缘基座5、薄金属片6、电阻应变片7、柔性绝缘垫8、控制器9、电源接头10、拉杆11、电源输出端口12、信号接收端口13、螺栓14；

所述装置基座1边长为9.2cm，厚度为1cm，用于固定上部不同分区的电渗阴极3，同时下部中心位置通过螺栓14与拉杆11相连；

所述电渗阴极3的边长为2～3cm，设置在装置基座1上部，电渗阴极3共有 9块，等间距贴布在装置基座1上，相邻电渗阴极3间通过绝缘条4分隔，绝缘条4厚度为0.1cm；

所述电渗阴极3在中心位置开设正方形孔，在孔上部布置薄金属片6，在薄金属片6下布置电阻应变片7，柔性绝缘垫8布置在电阻应变片7下方，将电阻应变片7包裹，装置基座1在相应位置开设同样宽度的正方形槽，容纳电阻应变片7和柔性绝缘垫8；

所述硬质绝缘基座5采用憎水材料，其截面为梯形，布置在电渗阴极3上部，呈环形分布；硬质绝缘基座5的设置可以避免在电渗过程中电渗阴极3处聚集较多水导致电渗阳极2和电渗阴极3间发生短路；

所述电渗阳极2贴布在硬质绝缘基座5上，同样呈环形分布；