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公开(公告)号：CN108414259A
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201810197392.3
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了一种可实现刀盘和衬砌压力监测功能的土压平衡盾构模型试验系统，包括模型箱和模型盾构机两部分。模型盾构机包括盾壳、切削系统、顶进系统、出土系统、支护系统和压力监测系统。模型箱中间位置可装卸的隔板，将模型箱分为体积相等的两部分。通过将衬砌固定在盾壳上完成盾构机掘进过程中的衬砌支护功能。在盾构机刀盘上布置土压力和水压力传感器，通过无线发射和接收装置实时发射和采集开挖面的土压力和水压力数据。衬砌外侧布置的土压力和水压力传感器，传感器引线从衬砌外侧引线槽引出，直接与外部数据采集装置连接。本模型盾构试验机既可以模拟盾构机的掘进过程，又可以模拟其衬砌支护功能。
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公开(公告)号：CN108414128A
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201810197379.8
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
IPC分类号： G01L5/00
摘要： 本发明公开了监测模型盾构机开挖面上土压力的装置和方法，属于隧道工程模型盾构机试验技术领域。该装置包括刀盘和土压力监测系统。土微型土压力计呈上大下小的形状，微型土压力计的尾部连接有导线。微型土压力计按试验设计位置测量开挖面前方土体的土压力。无线发射器固定在模型盾构机的空心传动轴的尾部，随着空心传动轴一起旋转。无线接收器放置在模型盾构机一定距离处，能够接收到无线发射器测得的数据。刀盘中心处的空心传动轴旋转，带动刀盘旋转削土，它们的旋转角速度相同。本发明使用一种监测模型盾构机开挖面上土压力的装置，在刀盘上安装土压力计，能实时监测到模型盾构机开挖面上土压力的大小和变化。
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公开(公告)号：CN110442891B
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN201910224817.X
申请日：2019-03-24
申请人： 北京工业大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F119/14 , G06F111/10
摘要： 本发明公开了一种考虑土拱效应的砂土地层深埋盾构隧道开挖面极限支护力计算方法，假定土体破坏模式，提出理论模型；根据理论计算模型，推导理论公式；建立数值3D模型，计算数值模拟中的极限支护力。本发明采用同样计算参数，将模型计算得到的开挖面极限支护力与数值模拟结果进行对比。计算得到的开挖面极限支护力均不断增大，呈线性关系，两条直线的斜率相近，理论模型计算结果要大于数值模拟结果，这与很多理论模型结果是一致的，表明模型计算结果是偏于安全的，具有一定的安全储备；在地层内摩擦角增大时，解析解和数值模拟解均随着隧道直径的增大而减小，近似呈对数关系，且两条曲线随地层内摩擦角的变化规律较为一致。
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公开(公告)号：CN108414128B
公开(公告)日：2020-10-16
申请号：CN201810197379.8
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
IPC分类号： G01L5/00
摘要： 本发明公开了监测模型盾构机开挖面上土压力的装置和方法，属于隧道工程模型盾构机试验技术领域。该装置包括刀盘和土压力监测系统。土微型土压力计呈上大下小的形状，微型土压力计的尾部连接有导线。微型土压力计按试验设计位置测量开挖面前方土体的土压力。无线发射器固定在模型盾构机的空心传动轴的尾部，随着空心传动轴一起旋转。无线接收器放置在模型盾构机一定距离处，能够接收到无线发射器测得的数据。刀盘中心处的空心传动轴旋转，带动刀盘旋转削土，它们的旋转角速度相同。本发明使用一种监测模型盾构机开挖面上土压力的装置，在刀盘上安装土压力计，能实时监测到模型盾构机开挖面上土压力的大小和变化。
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公开(公告)号：CN108444783B
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN201810197389.1
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了一种滑梯式大型地下试验平台的模型试验填土装置和方法，属于模型试验填土领域。该装置包括台秤、小推车、休息平台、滑梯装置、竖向钢板、合页、螺栓、竖向挡板、模型箱、竖向支撑杆、钢板槽和防冲击套筒。其中，滑梯装置由漏斗状滑梯、首部滑梯、中部滑梯、尾部滑梯和可更换曲率出口组成。漏斗状滑梯的主体部分与竖向钢板之间由活动的合页连接，竖向钢板能够自由旋转。竖向挡板支撑在模型箱的一侧箱壁上，竖向挡板起着防止滑梯装置下滑的作用。本发明可以快速组装，试验填土结束后，拆卸简单，填筑速度快，省时省力。根据试验平台和模型箱顶部的实际空间位置关系，可以分段架设直线型滑梯或曲线型滑梯，具有很大的灵活性。
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公开(公告)号：CN108489746B
公开(公告)日：2020-01-03
申请号：CN201810197387.2
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了螺旋出土器内布设土压力计监测模型盾构机的装置和方法，属于隧道工程的模型盾构机装置领域。该装置包括螺旋出土器和土压力监测装置。土压平衡模型盾构机在正常掘进过程中，土压舱内的土压力和开挖面前方的土压力相平衡，盾构机顶进速度与螺旋出土器出土速度相协调，单位时间进入土压舱内的土量与螺旋出土器的出土量相等。因此，盾构机上刀盘、土压舱内和螺旋出土器内的土压力值应当基本保持稳定。如果土压平衡模型盾构机的掘进速度和出土速度不协调，则会出现螺旋出土器内土压力递增或递减性变化。本发明通过监测模型盾构机内螺旋出土器内土压力的变化，进而判断模型盾构机顶进速度和出土速度是否协调，方法简单、适用。
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公开(公告)号：CN108506004B
公开(公告)日：2019-08-09
申请号：CN201810197373.0
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了主动破坏过程中模型盾构机内部土压传递规律装置和方法，属于隧道工程的模型试验领域。通过模型盾构机刀盘上、土压舱内、螺旋出土器内安装微型土压力盒的方式，完成了对盾构机内部土压力监测点的布设；将前期盾构掘进过程中各处微型土压力盒达到的稳定值，作为研究开挖面主动破坏过程中盾构机内部土压传递规律的模型盾构机内部各处土压力的初始值；通过模型盾构机刀盘空转、螺旋出土器出土的试验方法，模拟真实盾构机主动破坏的过程，进而研究主动破坏过程中模型盾构机内部土压传递规律。本发明可用于模拟有水和无水条件下，砂土、黏土、砂卵石土等地层中盾构隧道开挖面主动破坏过程中模型盾构机内部土压传递规律。
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公开(公告)号：CN108489746A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810197387.2
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了螺旋出土器内布设土压力计监测模型盾构机的装置和方法，属于隧道工程的模型盾构机装置领域。该装置包括螺旋出土器和土压力监测装置。土压平衡模型盾构机在正常掘进过程中，土压舱内的土压力和开挖面前方的土压力相平衡，盾构机顶进速度与螺旋出土器出土速度相协调，单位时间进入土压舱内的土量与螺旋出土器的出土量相等。因此，盾构机上刀盘、土压舱内和螺旋出土器内的土压力值应当基本保持稳定。如果土压平衡模型盾构机的掘进速度和出土速度不协调，则会出现螺旋出土器内土压力递增或递减性变化。本发明通过监测模型盾构机内螺旋出土器内土压力的变化，进而判断模型盾构机顶进速度和出土速度是否协调，方法简单、适用。
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公开(公告)号：CN108457657A
公开(公告)日：2018-08-28
申请号：CN201810197393.8
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了一种模拟盾构隧道开挖面主动破坏的试验方法，模型箱内填土完成后，静置一段时间，记录下模型盾构机刀盘上的微型水土压力监测元件和开挖面前方土体中的位移计、地表上的位移计监测元件的初始读数。将模型盾构机紧靠模型箱的洞口。同时开启盾构机的顶进电机、刀盘电机和螺旋出土器电机，模型盾构机开始掘进。模型盾构机开挖到预定位置时，同时关闭顶进电机、刀盘电机和螺旋出土器电机。开始盾构开挖面主动破坏试验。记录刀盘上的水土压力值，开挖面前方土体中的位移值，地表土体的沉降量，静置一段时间后测各监测元件的数值。本发明考虑了前期模型盾构的开挖过程，与真实盾构开挖面主动破坏前受前期掘进过程影响的实际情况相符。
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公开(公告)号：CN108445185A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810197383.4
申请日：2018-03-11
申请人： 北京工业大学
IPC分类号： G01N33/24
摘要： 本发明公布了一种可开门式三维隧道开挖模拟模型试验箱，模型试验箱设置侧门、中央隔板和进水管网。侧门可方便开关，同时关闭后采用螺栓与模型箱连接，既便于隧道开挖试验结束后易于围岩的清理，又能保证模型箱整体的刚度。隔板将模型箱分为大小相同的两个小模型箱，可进行大、小两种尺寸的三维隧道开挖模型试验，尤其是可以同时进行两个小尺寸的三维隧道开挖模型试验。围岩填筑完成后可通过进水管网向模型箱内注水，可以将围岩内自由液面控制在试验设计位置。采用该模型箱可完成饱和地层、非饱和地层围岩条件，不同埋深、以及不同开挖面形式等复杂条件下的三维隧道开挖模型试验。
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