专利名称：盾构法隧道施工渣土改良实验装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及盾构法隧道施工技术领域中研究盾构法施工中渣土改良方法的实验
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背景技术：
目前，在盾构法施工过程中，渣土改良的具体实施取决于开挖土体的物理力学性质，不同的土体需要不同的改良方法。改良的最终效果是，降低土体的抗剪强度，使压力舱内的混合土体能达到理想的“流塑性状态”，以降低刀盘扭矩和主推进力，避免渣土在压力舱内发生“闭塞”、“结饼”现象，防止在螺旋输送机出口发生“喷涌”和刀具快速磨损以及开挖面失稳等工程事故发生。渣土的改良方法涉及改良剂的选择以及改良剂的配比。但是， 在实际盾构法隧道施工中，渣土的改良方法都是凭借经验来确定。对于一般的易开挖地层， 该方法能满足施工要求，但对于黏粒含量低、渗透系数大和富水的地层以及黏粒含量过高的粘土地层来说，仅凭经验来制定改良方法具有明显的局限性。如果渣土的改良方法与地质条件不适应，改良效果得不到保证，或者渣土的改良效果不能达到最佳状态，势必造成设备的掘进参数过大，功率过高，不仅造成施工成本高，还会带来一系列的工程问题。为了研究各种土层的渣土改良方法，现有的试验技术是在土中添加改良溶液搅拌成渣土，然后借用混凝土领域内的塌落度试验测试渣土的流动性；通过室内土工剪切试验测试渣土的抗剪强度；通过室内渗水试验测试渣土的渗透系数。这些试验必须分开在专门的试验装置上进行，且每个试验过程复杂，试验时间长，不满足进行渣土改良方法研究的大量试验需求。盾构法隧道施工渣土改良实验装置可以对各种渣土改良方法的改良效果进行室内定量检测，从而研究不同土层相应的最佳渣土改良方法。因此研制一种盾构法隧道施工渣土改良实验装置是急需解决的新课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种盾构法隧道施工渣土改良实验装置，能进行多种渣土改良方法试验，并方便定量检测渣土改良效果的实验装置，从而研究不同土层相应的最佳渣土改良方法，渣土的检测内容包括三个方面(1)通过测量搅拌叶片的旋转扭矩定量描述渣土的流塑性和抗剪强度；(2)通过渗水实验测量渣土的渗透系数；(3)通过测量刀具材料的磨损量检测渣土对刀具的磨蚀性。本发明的目的是这样实现的一种盾构法隧道施工渣土改良实验装置，由钢筒、喷注口、流量计、连通器管、溢流管、排水管、搅拌叶片、搅拌轴、电机、减速机、扭矩仪、测试块固定装置、测试块、连通器管阀门、排水管阀门、量杯组成，该装置分试验筒和搅拌装置两部分，试验筒由钢筒、喷注口、流量计、连通器管、溢流管和排水管组成，改良溶液喷注口有4 个，在搅拌叶片位置均勻分布在钢筒壁上；搅拌装置由搅拌叶片、搅拌轴、电机、减速机和扭矩仪组成，搅拌叶片由四个搅拌叶片呈十字交叉连接在搅拌轴上，每个搅拌叶片与搅拌轴的夹角为15°，其中的一个搅拌叶片末端设置刀具材料测试块固定装置，在测试块固定装置的搅拌叶片末端固定测试块，连通器管、连通器管阀门的左下部与钢筒连接，排水管阀门的右下部与钢筒连接，排水管阀门的下部放置量杯；所述装置的工作原理是，当搅拌叶片旋转时，可以根据试验需要向钢筒内喷注改良溶液，扭矩仪测试搅拌叶片旋转时的扭矩，根据扭矩的大小测定渣土的流动性和抗剪强度，从而确定渣土改良的最佳方案；通过连通器管、 溢流管和排水管可以进行变水头渗透试验和常水头渗透试验，从而测定改良后渣土的渗透系数；其中的一个搅拌叶片末端设置刀具材料测试块固定装置，可以方便的安装和拆卸测试块；通过搅拌叶片旋转，刀具材料测试块在渣土中磨损，在搅拌叶片以一定的速度在渣土中旋转一定的时间后，测量测试块磨损后的质量，用测试块磨损前后的质量之差来定量描述渣土对刀具材料的磨蚀性。本发明的要点在于它的结构及工作原理。其工作原理是，当搅拌叶片旋转时，可以根据试验需要向钢筒内喷注改良溶液，扭矩仪测试搅拌叶片旋转时的扭矩，根据扭矩的大小测定渣土的流动性和抗剪强度，从而确定渣土改良的最佳方案；通过连通器管、溢流管和排水管可以进行变水头渗透试验和常水头渗透试验，从而测定改良后渣土的渗透系数； 其中的一个搅拌叶片末端设置刀具材料测试块固定装置，可以方便的安装和拆卸测试块； 通过搅拌叶片旋转，刀具材料测试块在渣土中磨损，在搅拌叶片以一定的速度在渣土中旋转一定的时间后，测量测试块磨损后的质量，用测试块磨损前后的质量之差来定量描述渣土对刀具材料的磨蚀性。盾构法隧道施工渣土改良实验装置与现有技术相比，具有能进行多种渣土改良方法试验，并方便定量检测渣土改良效果的实验装置，从而研究不同土层相应的最佳渣土改良方法，通过测量搅拌叶片的旋转扭矩定量描述渣土的流塑性和抗剪强度，通过渗水实验测量渣土的渗透系数，通过测量刀具材料的磨损量检测渣土对刀具的磨蚀性，三个检测试验均可以在试验筒内方便完成，且其测试过程与盾构机刀盘开挖以及渣土输送过程有很高的相似性，其测试结果对盾构法施工的渣土改良具有更高的参考价值，还能为刀具材料研制和刀具寿命预测提供重要的参数等优点，将广泛地应用于盾构法隧道施工技术领域中。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。图1是本发明的结构示意图。图2是图1的A — A剖视图。图3是图1的B— B剖视图。图4是图1中搅拌叶片部分的俯视图。
具体实施例方式参照附图，一种盾构法隧道施工渣土改良实验装置，由钢筒1、喷注口 2、流量计3、 连通器管4、溢流管5、排水管6、搅拌叶片7、搅拌轴8、电机9、减速机10、扭矩仪11、测试块固定装置12、测试块13、连通器管阀门14、排水管阀门15、量杯16组成，该装置分试验筒和搅拌装置两部分，试验筒由钢筒1、喷注口 2、流量计3、连通器管4、溢流管5和排水管6组成，改良溶液喷注口 2有4个，在搅拌叶片位置均勻分布在钢筒1壁上；搅拌装置由搅拌叶片7、搅拌轴8、电机9、减速机10和扭矩仪11组成，搅拌叶片7由四个搅拌叶片呈十字交叉连接在搅拌轴8上，每个搅拌叶片7与搅拌轴8的夹角为15°，其中的一个搅拌叶片7末端设置刀具材料测试块固定装置12，在测试块固定装置12的搅拌叶片7末端固定测试块13， 连通器管4、连通器管阀门14的左下部与钢筒1连接，排水管阀门15的右下部与钢筒1连接，排水管阀门15的下部放置量杯16 ；所述装置的工作原理是，当搅拌叶片7旋转时，可以根据试验需要向钢筒1内喷注改良溶液，扭矩仪11测试搅拌叶片7旋转时的扭矩，根据扭矩的大小测定渣土的流动性和抗剪强度，从而确定渣土改良的最佳方案；通过连通器管4、 溢流管5和排水管6可以进行变水头渗透试验和常水头渗透试验，从而测定改良后渣土的渗透系数；其中的一个搅拌叶片7末端设置刀具材料测试块固定装置12，可以方便的安装和拆卸测试块13 ；通过搅拌叶片7旋转，刀具材料测试块在渣土中磨损，在搅拌叶片7以一定的速度在渣土中旋转一定的时间后，测量测试块磨损后的质量，用测试块磨损前后的质量之差来定量描述渣土对刀具材料的磨蚀性。 下面结合实施例对本发明作进一步具体描述(1)用天枰称量测试块13的质量 ml，然后将其固定在搅拌叶片7上的测试块固定装置12上；(2)将土样填充在钢筒1中，连通器管阀门14和排水管阀门15处于闭合状态；(3)根据需要选择喷注口 2数量向钢筒1 中注入调配好的改良溶液，注入k后，启动电机9，通过减速机10控制搅拌叶片7以IOrpm 的速度在土样中旋转搅拌，搅拌的过程中，记录喷注口 2的流量计3读数Q和扭矩测试仪 11读数M，待土样表面出现明显溶液时，关闭电机9停止搅拌；(4)在钢筒上方加水后，根据需要进行渣土常水头渗透试验和变水头渗透试验。使用溢流管5和排水管6进行常水头渗透试验；使用连通器管4进行变水头渗透试验。具体测试步骤按照《土工试验方法标准 (GBT50123-1999)》中的相关规定；(5)清除钢筒1中的渣土，取出测试块12，用天枰称量其磨损后的质量m2，用ml- m2来定量描述渣土对刀具材料的磨蚀性；(6)分析试验数据，从而试验得出土样的最佳改良方法。
权利要求
1.一种盾构法隧道施工渣土改良实验装置，由钢筒、喷注口、流量计、连通器管、溢流管、排水管、搅拌叶片、搅拌轴、电机、减速机、扭矩仪、测试块固定装置、测试块、连通器管阀门、排水管阀门、量杯组成，其特征在于该装置分试验筒和搅拌装置两部分，试验筒由钢筒、喷注口、流量计、连通器管、溢流管和排水管组成，改良溶液喷注口有4个，在搅拌叶片位置均勻分布在钢筒壁上；搅拌装置由搅拌叶片、搅拌轴、电机、减速机和扭矩仪组成，搅拌叶片由四个搅拌叶片呈十字交叉连接在搅拌轴上，每个搅拌叶片与搅拌轴的夹角为15°， 其中的一个搅拌叶片末端设置刀具材料测试块固定装置，在测试块固定装置的搅拌叶片末端固定测试块，连通器管、连通器管阀门的左下部与钢筒连接，排水管阀门的右下部与钢筒连接，排水管阀门的下部放置量杯。
2.根据权利要求1所述的高水压下盾构机的试验加载装置，其特征在于所述装置的工作原理是，当搅拌叶片旋转时，可以根据试验需要向钢筒内喷注改良溶液，扭矩仪测试搅拌叶片旋转时的扭矩，根据扭矩的大小测定渣土的流动性和抗剪强度，从而确定渣土改良的最佳方案；通过连通器管、溢流管和排水管可以进行变水头渗透试验和常水头渗透试验， 从而测定改良后渣土的渗透系数；其中的一个搅拌叶片末端设置刀具材料测试块固定装置，可以方便的安装和拆卸测试块；通过搅拌叶片旋转，刀具材料测试块在渣土中磨损，在搅拌叶片以一定的速度在渣土中旋转一定的时间后，测量测试块磨损后的质量，用测试块磨损前后的质量之差来定量描述渣土对刀具材料的磨蚀性。
全文摘要
一种应用于盾构法隧道施工技术领域中的盾构法隧道施工渣土改良实验装置，由钢筒、搅拌叶片、搅拌轴、电机、减速机、扭矩仪、测试块固定装置、测试块等组成，该装置分试验筒和搅拌装置两部分，改良溶液喷注口有4个，在搅拌叶片位置均匀分布在钢筒壁上；搅拌叶片由四个搅拌叶片呈十字交叉连接在搅拌轴上，其中的一个搅拌叶片末端设置刀具材料测试块固定装置，在测试块固定装置的搅拌叶片末端固定测试块，连通器管、连通器管阀门的左下部与钢筒连接，排水管阀门的右下部与钢筒连接。该装置通过测量搅拌叶片的旋转扭矩定量描述渣土的流塑性和抗剪强度，通过渗水实验测量渣土的渗透系数，通过测量刀具材料的磨损量检测渣土对刀具的磨蚀性。
文档编号G01N3/56GK102445395SQ20111030422
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者杜大川, 王旭, 苏鹏程, 费学婷, 赵海峰, 马汉春, 齐鹏 申请人:沈阳重型机械集团有限责任公司