[发明专利]一种土压平衡盾构施工土体改良试验的搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种土压平衡盾构施工土体改良试验的搅拌装置，该装置可以用于测试土体摩擦性、搅拌扭矩大小的室内搅拌试验，可应用于地下隧道工程盾构机施工土体改良室内试验中改良土体摩擦性、搅拌扭矩的性能研究。

背景技术

土压平衡盾构施工过程是：盾构刀盘掘削土层，掘削的渣土进入土舱经充分搅拌后具有良好的塑流状态，并通过螺旋输送机排出。在此过程中，土体的摩擦性、搅拌扭矩大小是影响盾构机掘进效率的重要因素，在地质条件不佳的地层(砂、卵石地层)中施工出现了许多问题，如刀盘扭矩过大、刀具及刀盘磨损过快等。最有效的解决方法是通常通过添加膨润土泥浆、或泡沫、或高分子聚合物或它们的混合物等进行土体改良改善开挖渣土的性能，但添加剂配比方案均依靠现场摸索或工程经验来确定，施工中存在盲目性。改良土体的性能缺乏相应的评价标准和评价方法，对于测量不同添加剂改良后土体的摩擦性、搅拌扭矩，目前还未见有专利报道能实现这种功能的试验装置。

发明内容

本发明提出了一种土压平衡盾构施工土体改良试验的搅拌装置，该装置通过测量土体搅拌过程中电流随时间的变化，评价改良后土体的摩擦性、搅拌扭矩性能，进而可以优化土体改良的添加剂配比，改善盾构机在不良土层中的施工。

为了达到上述目的，本发明采取了如下技术方案。本发明包括框形支架、电动机、电动机变速器、电流表、传动轴、搅拌叶片、搅拌桶、底座和升降架。其中：框形支架上方设有一横梁，电动机、电动机变速器和电流表固定在该横梁上，电动机变速器与电动机相连，用于调整电动机的转速，电流表一端与电动机相连，另一端与电脑相连，电流表测量电动机运行的电流并将测得的电流值储存在电脑里。搅拌桶固定在底座上，底座设置在框形支架上，搅拌叶片设置在搅拌桶内并通过转动轴与电动机的输出轴相连接。底座与框形支架的连接关系为：底座的侧面设置有轮子，框形支架上沿竖直方向设置有竖直轨道，轮子设置在竖直轨道内使底座与框形支架之间形成滑动连接，升降架设置在框形支架的底部与底座之间，升降架的上端与底座相接触，通过升降架调节底座的升降。支架的底部设置有底座轨道，所述的竖直轨道的下部与底座轨道相连接，底座轨道沿着底座平面布置，并且与竖直轨道相垂直，底座能够沿着底座轨道滑动。

所述的搅拌桶固定在底座上，其具体连接关系为：底座上设置有一横梁，横梁上有成对布置的孔，在搅拌桶的两侧的下部对称固定有一圆环，圆环与横梁上的孔位置对应，并通过螺栓将二者固定。所述横梁上布置的各对孔中两个孔之间的间距不等，用于固定不同尺寸的搅拌桶，搅拌桶可以为不锈钢搅拌桶。

搅拌叶片的叶面与水平面之间的夹角为30°～60°，搅拌叶片的宽度是60mm。

所述的框形支架由槽钢制成，竖直轨道和底座轨道均为槽钢，底座上的轮子能够在槽钢内滚动。

本发明具有如下优点：

本发明可以根据土体颗粒粒径不同改变搅拌桶大小，满足不同土层的需要。实时记录搅拌过程中电动机电流随时间的变化规律，详细研究土体的搅拌扭矩与不同添加剂改良土体之间的关系。底座可以升降和水平滑动，便于试样的添加和清理，试验程序简单、方便，具有良好的实验效果。

附图说明

图1为本发明一种土压平衡盾构施工土体改良试验的搅拌装置的结构示意图

图2a为本发明中底座的固定装置示意图

图2b为本发明中搅拌桶固定装置示意图

图3为本发明底座和底座轨道的结构示意图

图中：1、槽钢框形支架，2、电动机，3、电动机变速器，4、电流表，5、传动轴，6、搅拌叶片，7、不锈钢搅拌桶，8、底座，9、升降架，10、底座轨道，11、圆环，12、轮子，13、底座固定装置，通过铁销把搅拌桶和底座固定防止搅拌时发生转动。

具体实施方式

下面结合附图1～图3对本发明作进一步详细说明。