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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
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 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
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01L5/00
Abstract: 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：CN108457657B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201810197393.8
申请日：2018-03-11
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 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：CN108594878A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810363817.3
申请日：2018-04-22
Applicant: 北京工业大学
IPC: G05D16/16
Abstract: 本发明公开了一种精确控制盾构模型试验开挖面支护力的装置，该装置由压力传导装置、供压装置和稳压装置构成。试验开始之前将液体加入液压箱中，记录试压管中的关于液面高度的度数，通过应力量测工具测量压力施加板上的推力。读取不同高度的液面下，并绘制液面高度H—压力F曲线。试验开始时，将本装置连入隧道模型中，通过液面高H—压力F曲线，计算试验需要施加的压力，通过控制液面高度H施加该压力。试验过程中，打开微型自吸泵，通过控制液面升降板，将微型自吸泵的进水管管口紧贴水面，确保液面高度不会发生变化，以此保持压力恒定。本装置可以保持开挖面支护力恒定，支护力不随开挖面的位移产生变化，变量单一，便于分析。
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公开(公告)号：CN108487909A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810197375.X
申请日：2018-03-11
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公布了一种可实现开挖面压力监测功能的模型盾构机刀盘压力监测系统，监测系统包括土压应力传感器、渗压计、刀盘、刀盘轴承和无线发射器。压力传感器布置在刀盘上，感应面与刀盘面板平齐，引线穿通过刀盘面板后部引线槽进入刀盘轴承。刀盘轴承前部中空，隔板后轴承上设置引线孔，传感器引线通过引线孔从刀盘轴承中心引出至刀盘轴承外部，刀盘轴承外表面设置引线槽，将引线镶嵌在引线槽内，然后引致盾尾，与无线发射器连接。无线发射器固定在刀盘轴承尾部，随刀盘同步旋转，可避免试验时传感器引线绞断。无线发射器将压力传感器电信号转换成无线信号发射出去，外部无线接收装置进行数据接收存储，实现对盾构开挖面压力实时监测的功能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108444783A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810197389.1
申请日：2018-03-11
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 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：CN108444740A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810199732.6
申请日：2018-03-11
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01M99/00
Abstract: 本发明公开了一种可实现衬砌支护功能的土压平衡模型盾构试验机，包括模型箱、盾壳、切削系统、顶进系统、出土系统和支护系统。试验开始之前将衬砌固定在盾壳外部，并与盾壳截面保持同心。试验开始之前将通过连接装置讲衬砌固定在盾壳上。然后启动顶进系统和切削系统，切削下来的土体流入土压舱，土压舱内建立起稳定的土压力后启动螺旋出土器排土。试验过程中通过调节在刀盘转速、顶进速度和螺旋出土器的转速使开挖面保持稳定。开挖完成后，采用固定法兰将衬砌固定在模型箱上，将盾构机撤出模型箱，衬砌留在开挖完成的隧道内。采用该模型盾构机，不仅可以进行盾构机掘进参数、及其施工对地层及既有结构影响的研究。
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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
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F119/14 , G06F111/10
Abstract: 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
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01L5/00
Abstract: 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
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 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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