[发明专利]一种适用于室内盾构掘进模拟系统及模拟方法

权利要求书

1.一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

包括无盖透明实验槽(1)、盾构机装置和监控量测单元；

盾构机装置设置在无盖透明实验槽内，无盖透明实验槽(1)的一侧设置有通孔，所述盾构机装置的伺服推进轴(15)伸出所述通孔；

无盖透明实验槽内填充实验土(2)模拟实际盾构掘进环境，通过实验土(2)掘进的深度模拟盾构施工深度；盾构机装置掘进模拟盾构施工注浆的过程，通过推进伺服器和排液管道(6)的排液速率控制盾构机装置行进速度，通过输液管道(5)的输液速度和输液量模拟盾构同步注浆的注浆量；

监控量测系统包括图像采集器、压力盒和位移计；压力盒和位移计设置在无盖透明实验槽(1)内；监控量测系统用于记录实验数据和监测实验质量；

盾构机装置包括伺服泵(3)、输液管道(5)、排液管道(6)、液体盛放容器(7)、伺服推进器(8)、盾构机(9)、盾构管片(11)、橡胶环(17)和橡胶筒(18)；

盾构机(9)的掌子面的垂直面上预留排液孔(12)用于连接排液管道(6)；

盾构管片(11)为石膏圆环，根据行进距离确定石膏圆环的环数，石膏圆环每环之间通过粘连体(14)连接，再与盾构机(9)相连；

橡胶筒(18)套在橡胶环(17)中，橡胶筒(18)内填充与实际开挖土体密度相同的第一溶液，直径与盾构机直径相同；

根据每节盾构管片(11)长度在橡胶环(17)外层进行开孔，所述孔用于与输液管道（ 5）相连，输液管道(5)的尾端设置有阀门(4)；橡胶环(17)内填充第二溶液(10)；第二溶液(10)为与注浆材料密度相同的溶液；

每个石膏圆环对应一根输液管道(5)，排液管道(6)一端与盾构机(9)的排液孔相连，另一端与伺服泵(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

橡胶筒(18)中装满与实际工程土体密度相同的第一溶液模拟开挖土体。

3.根据权利要求1所述的一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

橡胶环(17)的内径与盾构机直径相同，橡胶环(17)内外层之间的距离根据实际工况利用相似比原理确定。

4.根据权利要求1所述的一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

所述实验土为采用根据相似比原理配置出来的等效盾构开挖土层混合料。

5.根据权利要求1所述的一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

当进行内部挖掘过程的监测时，实验土配置为与实际工程性质相同的透明土。

6.根据权利要求1所述的一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

压力盒和位移计根据实际数据采集需求进行实验前布置数量和位置。

7.根据权利要求2所述的一种适用于室内盾构掘进模拟系统，其特征在于，

盾构机装置安装过程为：将橡胶筒(18)套在橡胶环(17)中，橡胶筒(18)内注满第一溶液，将输液管道(5)分别依次连接在橡胶环(17)的开孔上，将盾构机(9)与盾构管片(11)相连，盾构机(9)前端开孔与排液孔(12)相连，伺服推进器(8)的推动轴粘连在盾构机开挖面上，最后将盾构机推入橡胶筒端部。