[实用新型]一种模拟复合地层泥水盾构开挖面灾变的试验装置

说明书

本实用新型涉及泥水盾构施工领域，具体来说是一种模拟复合地层泥水盾构开挖面灾变的试验装置，包括模型箱、盾构系统、泥浆生成系统以及监测系统；本实用新型公开了一种模拟复合地层泥水盾构开挖面灾变的试验装置，本实用新型公开的试验装置可以适用于圆砾‑泥岩复合地层；同时，本实用新型采用波动式泥浆压力向泥水仓进行供浆操作；可以更好的模拟泥水盾构实际工况，使得本实用新型公开的试验装置可以用于揭示圆砾泥岩复合地层泥水盾构开挖面被动破坏机理，为冒浆预警提供技术支撑；同时可以为类似二元复合地层盾构开挖面破坏过程提供室内试验思路。

技术领域

本实用新型涉及泥水盾构施工领域，具体来说是一种模拟复合地层泥水盾构开挖面灾变的试验装置。

背景技术

近二十年来，随着盾构技术的日益成熟，盾构法施工技术在隧道建设中得到了广泛应用。

泥水盾构在复合地层发生冒浆是开挖面被动破坏的典型后果，城市核心区泥水盾构施工发生冒浆事故不仅会引起人员和财产损失，还会污染环境，造成不良的社会影响。

当前的泥水盾构开挖面被动破坏机理研究集中于单一地层，以极限支护压力为研究目标；尚无圆砾-泥岩二元差异性复合地层中开挖面被动破坏的研究，缺乏在强波动泥水压力下开挖面被动破坏的触发机理，缺少冒浆过程中泥浆在圆砾地层中的扩散规律和对地面影响的室内试验相关研究。

同时缺乏考虑典型复合地层的开挖面泥水压力波动特征，不能更为准确的反映圆砾-泥岩复合地层中泥水盾构堵仓导致的开挖面被动破坏过程。

所以为了更好的解决上述问题，就需要一种新型的模拟试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够模拟复合地层泥水盾构开挖面灾变的试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种模拟复合地层泥水盾构开挖面灾变的试验装置，包括模型箱、盾构系统、泥浆生成系统以及监测系统；

所述模型箱包括箱体；所述箱体上至少有一面为有机玻璃；所述箱体内填充有复合地层；

所述盾构系统包括盾构机，所述盾构机包括刀盘，所述刀盘连接有驱动机构；所述刀盘连接有泥水仓；所述泥水仓连接有泥浆生成系统；

所述泥浆生成系统包括进浆系统和排浆系统，所述进浆系统包括进浆罐，所述进浆罐连接有供压部件；所述进浆罐通过进浆管道与泥水仓相连接；

所述排浆系统包括与泥水仓相连接的排浆管道，所述排浆管道远离泥水仓一端连接有排浆罐；

所述监测系统包括布置在复合地层上上的位移计以及3D相机；

所述泥浆生成系统采用波动式泥浆压力向泥水仓进行供浆操作。

所述进浆罐内泥浆通过示踪剂进行染色处理。

所述供压部件包括空压机，所述空压机连接有空压机控制系统。

所述驱动机构包括螺纹钢轴，所述螺纹钢轴穿过箱体与刀盘相连接；所述螺纹钢轴连接有驱动电机。

所述复合地层包括泥岩层，所述泥岩层上铺设有圆砾层。

所述圆砾层上铺设有黑色粗砂粒。

所述监测系统还包括多个断面监测部件；每个所述端面监测部件均包括多个检测部，所述检测部包括水压力计和土压力计。

相邻所述断面监测部件间隔分布；每个断面监测部件中的所述检测部通过钢丝相连接；每个所述检测部中的水压力计和土压力计布置在连接钢片上，所述连接钢片与钢丝相连接。

本实用新型的优点在于：