[发明专利]一种可实现刀盘和衬砌压力监测功能的土压平衡盾构模型试验系统有效

专利信息
申请号: 201810197392.3 申请日: 2018-03-11
公开(公告)号: CN108414259B 公开(公告)日: 2020-02-11
发明(设计)人: 杜修力;龚秋明;李鹏飞;路德春;林庆涛;宋伟涛;许成顺;唐贞云;李政 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: G01M99/00 分类号: G01M99/00;G01N33/24
代理公司: 11203 北京思海天达知识产权代理有限公司 代理人: 沈波
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种可实现刀盘和衬砌压力监测功能的土压平衡盾构模型试验系统,包括模型箱和模型盾构机两部分。模型盾构机包括盾壳、切削系统、顶进系统、出土系统、支护系统和压力监测系统。模型箱中间位置可装卸的隔板,将模型箱分为体积相等的两部分。通过将衬砌固定在盾壳上完成盾构机掘进过程中的衬砌支护功能。在盾构机刀盘上布置土压力和水压力传感器,通过无线发射和接收装置实时发射和采集开挖面的土压力和水压力数据。衬砌外侧布置的土压力和水压力传感器,传感器引线从衬砌外侧引线槽引出,直接与外部数据采集装置连接。本模型盾构试验机既可以模拟盾构机的掘进过程,又可以模拟其衬砌支护功能。
搜索关键词: 衬砌 模型箱 土压力 盾构模型试验 水压力传感器 模型盾构机 掘进过程 土压平衡 压力监测 支护功能 刀盘 盾壳 无线发射和接收 压力监测系统 隔板 传感器引线 盾构机刀盘 模拟盾构机 采集装置 切削系统 外部数据 支护系统 盾构机 可装卸 试验机 水压力 引线槽 顶进 盾构 相等 开挖 采集 发射
【主权项】:
1.一种可实现刀盘和衬砌压力监测功能的土压平衡盾构模型试验系统,其特征在于:包括模型箱和模型盾构机两部分;模型盾构机包括盾壳、切削系统、顶进系统、出土系统、支护系统和压力监测系统;/n模型箱(1)为长方体结构,由底座(39)、箱壁a、箱壁b(41)、箱壁c(42)、箱壁d(43)五部分组成;箱壁a、箱壁b(41)、箱壁c(42)、箱壁d(43)顺次连接组成外围结构,底座(39)设置在外围结构的底部;箱壁b(41)上设置前预留开挖孔(26),箱壁d(43)上后预留开挖孔(27);箱壁c(42)由两扇可开关的侧门(44)组成,侧门(44)可绕安装于两侧的合页(45)旋转,从而实现侧门(44)的开关,侧门(44)上设置有观察窗,观察窗用来观测围岩内部水位的变化;箱壁c(42)的内侧设置一圈钢梁(46),为保证试验过程中箱壁(42)的强度,填土之前用高强螺栓(47)将两扇门固定在钢梁(46)上;模型箱(1)内部中央位置安装有隔板(48),通过卡槽(49)将隔板(48)固定在模型箱(1)中部,隔板(48)能够自由拆卸;为保证试验过程中隔板(48)的强度,用螺栓将其固定在卡槽(49)上;隔板(48)上设置开挖孔(50),开挖孔(50)的直径与前预留开挖孔(26)、后预留开挖孔(27)相同;/n切削系统包括刀盘(5)、刀盘驱动轴(6)、隔板(4)和刀盘驱动电机(7);刀盘(5)通过刀盘驱动轴(6)与刀盘驱动电机(7)相连,刀盘驱动轴(6)安装在隔板(4)上,刀盘驱动电机(7)固定在盾尾;模型盾构机经过前预留开挖孔(26)进入模型箱(1),刀盘驱动电机(7)通过刀盘驱动主轴(6)带动刀盘(5)旋转,实现对前方土体的掘削;/n顶进系统包括顶进电机(8)、两根顶进丝杠(9)、四根导向光轴(10)、浮动支撑(2)、两个移动滑块(11);移动滑块(11)固定在盾壳尾部,并与顶进丝杠(9)连接;顶进电机(8)安装在反力架(13)上,顶进电机(8)通过同步带轮(12)带动顶进丝杠(9)旋转,以此带动移动滑块(11)向前移动,从而实现盾构机向前顶进;导向光轴(10)的两端分别与浮动支撑(2)和反力架(13)连接,两根导向光轴(10)与隧道纵向中心线保持平行,模型盾构机沿导向光轴(10)向前掘进;/n出土系统包括螺旋出土器(14)、螺旋出土器驱动电机(15)、排土口(16)、渣土箱(17);刀盘(5)、隔板(4)和衬砌(18)之间的空间构成土压舱(19);螺旋出土器(14)选用轴式螺旋出土器,进土口伸入土压舱(19),出土口与盾构机后部的排土口(16)相连,渣土从排土口(16)排出后直接落入渣土箱(17);/n支护系统包括衬砌(18)、浮动支撑(2)和固定法兰(20);衬砌(18)的内径比盾壳外径稍大,将衬砌(18)套在盾壳(3)外部,在隔板(4)和盾壳(3)末端处采用螺栓将衬砌(18)固定在盾壳外,保持盾壳(3)和衬砌(18)截面为同心圆;衬砌(18)和盾壳(3)连接处设有拼装式套环,通过拼装式套环将衬砌(18)和盾壳(3)固定在一起,防止水、土进入衬砌(18)和盾壳(3)之间的空隙;刀盘(5)直径与衬砌(18)直径相同,开挖截面直径比衬砌(18)直径大5mm;刀盘(5)能够自由拆卸,开挖完成后刀盘(5)从后预留开挖孔(27)出洞,采用固定法兰(20)将衬砌(18)固定在模型箱(1)上;将刀盘(5)和拼装套环拆卸后,将模型盾构机原路撤回,即完成模型试验中盾构隧道的开挖和支护;/n压力监测系统包括压应力传感器(28)、渗压计(29)、无线发射器(30);刀盘(5)上布置五个压应力传感器(28)和三个渗压计(29),其中一组压应力传感器(28)、渗压计(29)布置在刀盘(5)的中心,其余压应力传感器(28)、渗压计(29)布置在刀盘外围周向位置;刀盘轴承(6)前部为中空结构,压应力传感器(28)、渗压计(29)的引线通过刀盘(5)背面线槽(31)进入刀盘轴承(6)内部,并与刀盘轴承(6)后部的无线发射器(30)连接;无线发射器(30)固定在刀盘轴承(6)末端;无线发射器(30)将压力传感器的电信号装换成无线信号发射出去,无线接收装置再将无线信号转换成电信号,通过解调仪器将电信号转换成压力数据进行存储;衬砌上安置压应力传感器(28)和渗压计(29),通过在衬砌上设置传感器安置孔(36)将压应力传感器(28)和渗压计(29)镶嵌在衬砌上,压应力传感器(28)、渗压计(29)引线镶嵌在衬砌上的引线槽(37)内,并在衬砌尾部将其引出并与数据采集装置连接。/n
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  • 黄洪钟;黄鹏;李彦锋;彭卫文;李贺;胡钧铭;张凯延 - 电子科技大学
  • 2017-09-01 - 2020-02-07 - G01M99/00
  • 本发明公开了一种适用于威布尔分布型产品的定时截尾可靠性试验方法,其包括以下步骤:S1、根据历史数据获取威布尔分布的形状参数m;确定定时截尾试验方案的基本参数;S2、根据威布尔分布的形状参数m和定时截尾试验方案的基本参数确定试验方案的允许故障数c;S3、根据试验方案的允许故障数c确定试验方案的总试验时间T。本发明可以对威布尔分布型产品进行可靠性鉴定,更科学、合理地确定试验方案,大大改善产品可靠性评价水平,为产品的设计定型和批量生产把好关,从而提高产品的质量和可靠性。
  • 一种隔膜压缩机无损状态监测系统及方法-201910128365.5
  • 贾晓晗;李雪莹;陈嘉豪;彭学院 - 西安交通大学
  • 2019-02-21 - 2020-02-07 - G01M99/00
  • 本发明涉及无损检测技术领域,具体而言,涉及一种隔膜压缩机无损状态监测系统及方法。一种隔膜压缩机无损状态监测系统,包括第一振动传感器、第二振动传感器、声发射传感器、信号采集单元和数据处理单元;采集卡采集第一振动传感器、第二振动传感器、声发射传感器产生的信号,信号调理模块对采集卡采集的信号进行处理后,存储至数据处理单元的计算机中,计算机进行数据处理,最终确定溢油阀动作、补油开始和结束时刻、吸气过程以及排气过程。本发明的隔膜压缩机无损状态监测系统、方法对溢油阀动作、补油动作以及吸气排气过程的监测,可提高设备运行的可靠性、安全性,可把故障损失降低到最低水平。
  • 一种连续采煤机截割性能试验台-201920423983.8
  • 滕睿;信德龙;滕学政;高仲杰;刘莉 - 滕睿
  • 2019-03-29 - 2020-02-07 - G01M99/00
  • 本实用新型提供了一种连续采煤机截割性能试验台,包括实验台基座、位于所述实验台基座一端的模拟煤壁、位于实验台基座另一端的连续采煤机模拟机身;所述连续采煤机模拟机身上铰接有朝向所述模拟煤壁伸展的截割臂,所述截割臂的端部连接有截割滚筒,用于对所述模拟煤壁进行截割;所述连续采煤机模拟机身和截割臂之间设有截割臂摆动油缸,用于带动所述截割臂进行上下摆动。本实用新型可实现对连续采煤机多种工况的模拟,对连续采煤机的截割过程中的各种参数进行测试,研究在不同工况下截割性能参数的变化规律,为提高连续采煤机的工作稳定性和工艺可控制性研究提供实验条件和实验依据,为建立连续采煤机工作机构的设计理论和方法提供实验基础。
  • 一种任意方向侧向载荷的结构承载性能试验装置-201920792049.3
  • 史立涛;姚建;宋林郁;白沐炎;顾远之;郑华勇;胡励;郑权;杨颜志;刘涛 - 上海宇航系统工程研究所
  • 2019-05-29 - 2020-02-07 - G01M99/00
  • 一种任意方向侧向载荷的结构承载性能试验装置,包括:具有旋转功能的载荷加载工装(1)、试验件加载工装安装接口(2)、试验件的固定安装接口(3)、可转动试验平台(4)、力源载荷加载装置(5)、测力装置(6)、测量控制装置(7);具有旋转功能的载荷加载工装(1)安装到试验件加载工装安装接口(2);试验件的固定安装接口(3)固定于可转动的试验平台(4),试验平台(4)的转动轴线与步骤1的加载工装(1)的旋转轴线重合;加载工装(1)通过力测力装置(6)与力源载荷加载装置(5)的一端连接,测量控制装置(7)连接力源载荷加载装置(5)与测力装置(6);力源载荷加载装置(5)的另一端固定,能够完成预定角度内任意方向侧向载荷承载性能测试。
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