本实用新型专利技术属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构刀具磨损模拟装置。该盾构刀具磨损模拟装置包括传力梁、支撑架、旋转机构、多个盾构刀块、试验箱和气囊升降机构，旋转机构的一端与传力梁连接，旋转机构的另一端与多个盾构刀块可拆卸连接；试验箱用于承载待测土样，试验箱的上端开口，盾构刀块伸入待测土样，旋转机构带动盾构刀块在试验箱内转动，气囊升降机构包括多组气囊加压组件和用于为气囊加压组件提供气体的气泵，多组气囊加压组件设置在试验箱的底部，气泵通过输气主管为气囊加压组件提供气体从而带动试验箱升降运动。由此，该测试装置结构简单、操作简便且能够真实模拟盾构掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况。掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况。掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况。
【技术实现步骤摘要】
一种盾构刀具磨损模拟装置
[0001]本技术属于盾构施工
，尤其涉及一种盾构刀具磨损模拟装置。
技术介绍
[0002]在盾构施工中，经常会遇到砂土及砂卵石地层，其特点是粘聚力几乎为零，内摩擦角大，石英含量高、强度高，并具有高磨蚀性，容易导致刀盘、刀具的严重磨损，以致施工过程中换刀频繁，导致工期延误和成本增加。
[0003]目前，国内外磨蚀性试验的焦点主要集中于硬岩，关注砂土及砂卵石磨蚀性的试验及测试方法较少，国际上常规的土体磨蚀性试验有两种，分别是法国的LCPC(LaboratoireCentral des Ponts et Chaussees)试验装置和挪威科技大学在NTNU磨损试验的基础上发展而来的SAT(Soil Abrasion Test)试验。LCPC试验和SAT试验均无法对土样施加压力，无法准确模拟盾构掘进过程中，盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况。
技术实现思路
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]为了解决现有技术的上述问题，本技术提供一种盾构刀具磨损模拟装置，结构简单、操作简便且能够真实模拟盾构掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：
[0008]本技术提供的一种盾构刀具磨损模拟装置包括传力梁、支撑架、旋转机构、至少一个盾构刀块、试验箱和气囊升降机构；传力梁水平设置在支撑架上；旋转机构的一端与传力梁连接，旋转机构的另一端与多个盾构刀块可拆卸连接；试验箱用于承载待测土样，试验箱的上端开口，盾构刀块伸入待测土样，旋转机构带动盾构刀块在试验箱内转动；气囊升降机构包括多组气囊加压组件和用于为气囊加压组件提供气体的气泵；多组气囊加压组件设置在试验箱的底部，气泵通过输气主管为气囊加压组件提供气体从而带动试验箱升降运动；气囊加压组件包括气囊，在气囊上设有泄气阀。
[0009]优选地，气囊加压组件还包括输气支管和调节阀；气囊设置在试验箱的底部，气囊通过输气支管与输气主管连通，调节阀设置在输气支管上。
[0010]优选地，旋转机构包括电机、固定架、转动轴和圆形转盘；固定架与传力梁连接，电机设置在固定架上，电机的输出轴通过联轴器与转动轴的一端连接；转动轴的另一端与圆形转盘连接，盾构刀块与圆形转盘可拆卸连接；电机驱动转动轴转动从而带动圆形转盘上的盾构刀块转动。
[0011]优选地，在圆形转盘的底面上沿周向等间距设有多排刀块安装孔，同一排上的多个刀块安装孔沿远离圆形转盘的中心的方向排布，盾构刀块可选择的安装在刀块安装孔上。
[0012]优选地，在圆形转盘上还包括两个预留安装孔，预留安装孔对称设置在圆形转盘
中心的两侧。
[0013]优选地，还包括激光测距仪，激光测距仪设置在传力梁上，激光测距仪相对于待测土样的顶面设置。
[0014]优选地，试验箱内待测土样的高度低于试验箱高度的60％。
[0015]优选地，支撑架包括水平杆、竖直杆和底座，竖直杆相对设置，竖直杆的底端与底座连接，竖直杆的顶端用于支撑水平杆；气囊加压组件设置在底座上；固定架与水平杆连接。
[0016]优选地，还包括限位杆；限位杆水平设置在竖直杆上，用于试验箱竖直方向上的限位。
[0017](三)有益效果
[0018]本技术的有益效果是：
[0019]本技术提供的一种盾构刀具磨损模拟装置，盾构刀块伸入待测土样，旋转机构带动盾构刀块在试验箱内转动，多个气囊加压组件均匀设置在试验箱的底部，气囊增压后保证试验箱底部均匀受压当气囊升降机构匀速上升后带动试验箱直线运动以实现试验箱内待测土样对盾构刀块在竖直方向的压力从而真实模拟盾构掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况，且该盾构刀具磨损模拟装置结构简单、操作简便。
附图说明
[0020]图1为本实施例盾构刀具磨损模拟装置的结构示意图；
[0021]图2为图1中圆形转盘的结构示意图；
[0022]图3为图1中一种盾构刀具的结构示意图；
[0023]图4为图1中另一种盾构刀具的结构示意图。
[0024]【附图标记说明】
[0025]11：水平杆；12：竖直杆；13：底座；14：传力梁；
[0026]21：固定架；22：转动轴；23：联轴器；24：圆形转盘；241：刀块安装孔；242：预留安装孔；
[0027]3：试验箱；
[0028]4：盾构刀块；
[0029]51：气泵；52：输气主管；53：气囊；54：输气支管；55：调节阀；56：气压检测传感器；
[0030]6：激光测距仪。
具体实施方式
[0031]为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0032]如图1
‑
4所示，本实施例提供了一种盾构刀具磨损模拟装置包括传力梁14、支撑架、旋转机构、至少一个盾构刀块4、试验箱3和气囊升降机构。其中，传力梁14水平设置在支
撑架上，旋转机构的一端与传力梁14连接，旋转机构的另一端与多个盾构刀块4可拆卸连接，盾构刀块4与试验箱3相对设置，在实际应用的过程中，试样箱体为圆柱形结构，试验箱3与旋转机构沿同一轴线设置，试验箱3用于承载待测土样，试验箱3的上端开口，盾构刀块4伸入待测土样，旋转机构带动盾构刀块4在试验箱3内转动，以实现试验箱3内的待测土样对盾构刀块4磨蚀特性测试。
[0033]气囊升降机构包括多组气囊加压组件和用于为气囊加压组件提供气体的气泵51，多组气囊加压组件设置在试验箱3的底部，气泵51通过输气主管52为气囊加压组件提供气体从而带动试验箱3升降运动，以实现试验箱3内待测土样对盾构刀块4在竖直方向的压力从而真实模拟盾构掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况。应当说明的是，在试验的过程中试验箱3内待测土样的高度低于试验箱3高度的60％。在本实施例中，试验箱3的内径为300mm，待测土样中颗粒粒径的范围在5
‑
50mm，能够实现大粒径的粉碎岩石颗粒或自然土样的测试试验。
[0034]本实施例提供的一种盾构刀具磨损模拟装置，盾构刀块4伸入待测土样，旋转机构带动盾构刀块4在试验箱3内转动，多个气囊加压组件均匀设置在试验箱3的底部，气囊53增压后近似保证试验箱3底部均匀受压当气囊升降机构匀速上升后带动试验箱3直线运动以实现试验箱3内待测土样对盾构刀块4在竖直方向的压力从而真实模拟盾构掘进过程中盾构刀具磨蚀土体时的磨损情况，且该盾构刀具磨损模拟装置结构简单、操作简便。
[0035]如图1所示，气囊加压组件包括气囊53、输气支管54和调节本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种盾构刀具磨损模拟装置，其特征在于，包括传力梁、支撑架、旋转机构、至少一个盾构刀块、试验箱和气囊升降机构；所述传力梁水平设置在所述支撑架上；所述旋转机构的一端与所述传力梁连接，所述旋转机构的另一端与所述盾构刀块可拆卸连接；所述试验箱用于承载待测土样，所述试验箱的上端开口，所述盾构刀块伸入所述待测土样，所述旋转机构带动所述盾构刀块在所述试验箱内转动；所述气囊升降机构包括多组气囊加压组件和用于为所述气囊加压组件提供气体的气泵；多组所述气囊加压组件设置在所述试验箱的底部，所述气泵通过输气主管为所述气囊加压组件提供气体从而带动所述试验箱升降运动；所述气囊加压组件包括气囊，在所述气囊上设有泄气阀。2.根据权利要求1所述的盾构刀具磨损模拟装置，其特征在于，所述气囊加压组件还包括输气支管和调节阀；所述气囊设置在所述试验箱的底部，所述气囊通过所述输气支管与所述输气主管连通，所述调节阀设置在所述输气支管上。3.根据权利要求1所述的盾构刀具磨损模拟装置，其特征在于，所述旋转机构包括电机、固定架、转动轴和圆形转盘；所述固定架与所述传力梁连接，所述电机设置在所述固定架上，所述电机的输出轴通过联轴器与所述转动轴的一端连接；所述转动轴的另一端与所述圆形转盘连接，所述盾构刀块与所述圆形转盘可拆卸连接；所述电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏英杰，王笃礼，朱弘烨，李建光，介玉新，
申请(专利权)人：中航勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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