研究软弱地层应力响应的室内土压平衡盾构掘进模拟系统

    公开(公告)号:CN105781561B

    公开(公告)日:2018-05-01

    申请号:CN201610182383.8

    申请日:2016-03-28

    申请人: 中南大学

    摘要: 本发明公开了一种研究软弱地层应力响应的室内土压平衡盾构掘进模拟系统,主要包括盾体、推进系统、刀盘掘削系统和螺旋输送系统,盾体包括前盾(1)、中盾(2)和尾盾(3),前盾(1)包括前盾内土仓隔板(26),刀盘掘削系统包括刀盘(4)、主驱动电机(8)、回转接头(9)和旋转轴(10),螺旋输送系统包括斜向螺旋输送机(5)和水平螺旋输送机(6),沿纵向在前盾(1)、中盾(2)和尾盾(3)的顶部各布设有压力传感器(7),前盾内土仓隔板(26)上布置有2个压力传感器(7)和3个改良剂注入口(11);刀盘(4)上布置有2个压力传感器(7)和2个改良剂注入口(11);沿斜向螺旋输送机(5)纵向布置有压力传感器(7)和改良剂注入口(11)。本发明能反映软弱地层与盾构的相互作用从而深入研究盾构掘进力学行为。

    用于室内盾构模型试验始发反力传递装置及其使用方法

    公开(公告)号:CN105841986B

    公开(公告)日:2018-02-23

    申请号:CN201610181830.8

    申请日:2016-03-28

    申请人: 中南大学

    IPC分类号: G01M99/00

    摘要: 本发明公开了一种用于室内盾构模型试验始发反力传递装置及其使用方法。该装置主要包括前推力架、后推力架、反力架、油缸及滑动装置。后推力架与前推力架通过螺栓相连,后推力架上设置可活动的承压板以及相应的插销锁。油缸缸体中部位置及油缸缸盖位置处分别设置传力凸台。不同位置的传力凸台和承压板配合使用,保证盾构能够连续推进,且在较小空间范围内为盾构模型掘进提供更长行程。推力架滑座和油缸支撑座在轨道梁上可定向自由滑动,保证推力系统沿直线推进,为盾构模型掘进提供定向推力。该装置可为室内盾构模型试验提供一种具有可变行程的定向始发反力,为盾构模型掘进试验创造始发和后续推进反力条件。

    一种土压平衡盾构土仓进排土引起的地表沉降预测方法

    公开(公告)号:CN106295057A

    公开(公告)日:2017-01-04

    申请号:CN201610707226.4

    申请日:2016-08-23

    申请人: 中南大学

    IPC分类号: G06F17/50

    CPC分类号: G06F17/5004

    摘要: 本发明公开了一种土压平衡盾构土仓进排土引起的地表沉降预测方法。根据盾构在初始掘进阶段的掘进数据和地表沉降数据,通过推导盾构掘进参数(N/v)与盾构排土引起的地层损失的关系式,反算出螺旋输送机排土效率η和地表沉降槽宽度i,建立盾构在下一环掘进时的地表沉降预测公式: 选择下一环掘进参数,代入公式计算,从而实现对地表沉降值的预测。本发明简单实用,适应性好,从盾构掘进机理出发建立了土仓进排土与地表沉降的关系式,可准确预测掘进参数引起的地表沉降,避免地表产生过大的隆起和沉降值。

    一种不排水抗剪强度室内联合测定仪及其使用方法

    公开(公告)号:CN105823691A

    公开(公告)日:2016-08-03

    申请号:CN201610158409.5

    申请日:2016-03-21

    申请人: 中南大学

    IPC分类号: G01N3/24

    CPC分类号: G01N3/24

    摘要: 本发明公开了一种不排水抗剪强度室内联合测定仪及其使用方法,要求不排水抗剪强度小于100kPa,主要包括升降加压系统(由压力伺服电机、两端有齿轮的横向转杆、齿条和活塞压力板的升降杆组成)、剪切系统(由转速伺服电机、转速伺服电机的升降杆、旋转轴、十字剪切板或圆盘组成)和测量控制系统(由扭矩传感器、土压力盒、PLC以及触摸屏组成)。采用相同驱动、升降、测量等装置,只需在十字剪切板和圆盘直接互换,即可测定土及其与钢板之间界面的不排水抗剪强度。相对而言,该方法试验设备成本低,可以探究非饱和软土不排水抗剪强度与压力、转速之间的关系。

    一种以泡沫为添加剂的粘性地层土压平衡盾构渣土改良参数的选取方法

    公开(公告)号:CN104453923B

    公开(公告)日:2016-04-06

    申请号:CN201410561509.3

    申请日:2014-10-21

    申请人: 中南大学

    IPC分类号: E21D9/06 G06F19/00

    摘要: 本发明涉及一种以泡沫为添加剂的粘性地层土压平衡盾构渣土改良参数的选取方法,属于土压平衡盾构施工技术领域。本发明通过曲线数学关系式拟合,得到液塑限与泡沫注入比的函数关系式以及坍落度与泡沫注入比、含水量的函数关系式。为了使盾构掘进过程中便于有效地建立土压平衡,基于粘性指数0.4~0.75的要求,构建了含水量与泡沫注入比的关系式,并绘制关系曲线。在关系曲线坐标轴上,由最佳坍落度范围确定最佳泡沫注入比范围,进而依据含水量与泡沫注入比的关系式来确定最佳渣土含水量范围。在现场应用中,考虑土仓压力对泡沫体积的影响、渣土松散系数以及原状土水份,最终给出了土压平衡盾构每一环管片进尺渣土改良所需的泡沫剂用量和注水量。本发明所需开展的试验操作简单,试验成本较低,可有效地用于现场施工。

    一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法

    公开(公告)号:CN114861114B

    公开(公告)日:2024-04-16

    申请号:CN202210298827.X

    申请日:2022-03-25

    申请人: 中南大学

    IPC分类号: G06F17/10 G01N15/08

    摘要: 本发明公开了一种考虑水压的泡沫改良土渗透系数计算方法,包括:确定泡沫改良土渗流方向两端分别在各自水压下的泡沫有效粒径及孔隙比;若流入端的泡沫孔隙比不大于孔隙比临界值efδ,则采用第一方式根据泡沫有效粒径和孔隙比计算流入与流出端的渗透系数k1,k2,进而计算泡沫改良土的等效渗透系数;若流入端的泡沫孔隙比大于efδ,且渗流流出端的泡沫孔隙比小于efδ,则采用第一方式计算流出端和孔隙比临界值对应位置处的渗透系数k1,kδ,采用第二方式计算流入端的渗透系数k2,然后根据k1,k2和kδ计算等效渗透系数。本发明能够较为准确地预测泡沫改良土的渗透系数。