一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，包括模型箱、可變速電機(jī)、預(yù)制混凝土圓筒、金屬刀盤刀具、軸承、以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于模型箱的側(cè)面板進(jìn)行改造加設(shè)豎向角鋼中立柱，將側(cè)面板分為可拆卸部分和不可拆卸部分，可拆卸部分分為方形板和條形板，預(yù)制混凝土圓筒固定在條形板上，軸承穿過預(yù)制混凝土圓筒，可變速電機(jī)通過軸承帶動金屬刀盤刀具在模型箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改變條形板位置調(diào)整金屬刀盤刀具位置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集由于金屬刀盤刀具旋轉(zhuǎn)引起的模型箱內(nèi)土體位移的振動規(guī)律。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，包括模型箱、可變速電機(jī)、預(yù)制混凝土圓筒、金屬刀盤刀具、軸承、以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于模型箱的側(cè)面板進(jìn)行改造加設(shè)豎向角鋼中立柱，將側(cè)面板分為可拆卸部分和不可拆卸部分，可拆卸部分分為方形板和條形板，預(yù)制混凝土圓筒固定在條形板上，軸承穿過預(yù)制混凝土圓筒，可變速電機(jī)通過軸承帶動金屬刀盤刀具在模型箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改變條形板位置調(diào)整金屬刀盤刀具位置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集由于金屬刀盤刀具旋轉(zhuǎn)引起的模型箱內(nèi)土體位移的振動規(guī)律。【專利說明】一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置
本專利技術(shù)屬于土木工程
，涉及一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置。
技術(shù)介紹
城市地鐵具有運(yùn)量大、速度快、安全準(zhǔn)時、不占用地面道路等優(yōu)點(diǎn)。城市交通線路的選擇是根據(jù)客流預(yù)測進(jìn)行的，勢必會靠近甚至穿過人口稠密地區(qū)，如居民區(qū)、醫(yī)院、科研院所、古跡區(qū)域等，交通車輛引起的結(jié)構(gòu)振動通過周圍地層(地下或地面)向外傳播，進(jìn)一步誘發(fā)附近建筑物(包括家具等)的二次振動和噪聲，對長期處于近距離振動環(huán)境中的建筑物特別是古建筑的結(jié)構(gòu)安全，以及內(nèi)部的居民和工作人員的工作和日常生活，產(chǎn)生了很大的影響。國內(nèi)外學(xué)者早已將軌道交通引起的環(huán)境問題列為重要課題，針對振動產(chǎn)生的原因、傳播規(guī)律、控制措施以及對人體危害等開展研究，但主要集中在運(yùn)營階段，對于由施工引起的地鐵振動問題，尤其是夾雜著卵石、漂石的砂卵石、礫石地層，這方面的研究較少，可以說幾乎為空白。施工現(xiàn)場實(shí)測是研究地鐵振動問題最有效的辦法，但由于受現(xiàn)場條件限制，同時量測工況單一，難以從不同刀盤形式及顆粒粒徑、隧道覆土深度等說明振動產(chǎn)生機(jī)理。以及實(shí)現(xiàn)全段實(shí)測，必將得出海量數(shù)據(jù)，經(jīng)濟(jì)投入驚人。開展室內(nèi)模型試驗(yàn)是對現(xiàn)場實(shí)測、數(shù)值模擬、理論分析的有效補(bǔ)充。能從一定角度說明振動的傳播與衰減規(guī)律。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在提供一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置。該裝置具有可靠性強(qiáng)，具有良好操作性和較強(qiáng)的擴(kuò)展性，用于研究不同刀盤形式、顆粒粒徑、覆土深度、刀盤轉(zhuǎn)速、與既有隧道結(jié)構(gòu)相對關(guān)系等因素對盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播衰減規(guī)律。具體技術(shù)方案如下:一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，包括模型箱、可變速電機(jī)、預(yù)制混凝土圓筒、金屬刀盤刀具、軸承、以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于模型箱的側(cè)面板進(jìn)行改造加設(shè)豎向角鋼中立柱，將側(cè)面板分為可拆卸部分和不可拆卸部分，可拆卸部分分為方形板和條形板，預(yù)制混凝土圓筒固定在可拆卸部分上，軸承穿過預(yù)制混凝土圓筒，可變速電機(jī)通過軸承帶動金屬刀盤刀具在模型箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改變可拆卸部分位置調(diào)整金屬刀盤刀具位置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集由于金屬刀盤刀具旋轉(zhuǎn)引起的模型箱內(nèi)土體的振動規(guī)律。不可拆卸板采用鋼板,可拆卸板采用鋁合金板。模型箱選用透明的亞克力板為頂板。易于拍照與觀察箱內(nèi)金屬刀盤附近顆粒振動幅度變化。金屬刀盤刀具由金屬圓盤和多個U型金屬刀具組成，U型金屬刀具固定于金屬圓盤上。U型金屬刀具通過螺栓與金屬圓盤固定，U型金屬刀具通過不同的組合模擬不同形式的刀盤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由WS-5921信號采集分析處理儀，941B超低頻測振儀，以及拾振器組成，用于采集由于金屬刀盤刀具旋轉(zhuǎn)引起的模型箱內(nèi)土體位移的速度和加速度，采集頻率 200Hz ο有益效果本專利技術(shù)所述模型箱裝置可研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律。用于研究不同刀盤形式、顆粒粒徑、覆土深度、刀盤轉(zhuǎn)速、與既有隧道結(jié)構(gòu)相對關(guān)系等因素對盾構(gòu)掘進(jìn)引起環(huán)境振動的影響，成本低廉、可操作性好、可靠性高。【專利附圖】【附圖說明】圖1:實(shí)施例中模型箱裝置正視圖；圖2:實(shí)施例中模型箱裝置俯視圖；圖3:混凝土預(yù)制圓筒構(gòu)造示意圖；圖4:金屬刀盤構(gòu)造示意圖；圖5:金屬刀具主視圖；圖6:金屬刀具俯視圖。1、條形板，2、方形板，3、角鋼中立柱，4、角鋼支撐，5、橫梁。【具體實(shí)施方式】:模型箱框架由L70*5角鋼焊接而成，側(cè)面板通過螺栓與框架連接，側(cè)面板中不可拆卸部分所均選用鋼板，可拆卸部分面板采用2_厚鋁合金板，側(cè)面可拆卸部分由一塊方形板、8塊長條形板組成，方形板規(guī)格為450mmX400mm,長條形板中心開孔直徑200mm,長條形板規(guī)格為450mmX 100mm，可拆卸板數(shù)量和尺寸可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。為了加固，模型箱四周均設(shè)有角鋼支撐，且側(cè)板中間加橫梁加固。混凝土預(yù)制圓筒采用C30,兩端均預(yù)制有槽。金屬刀盤為5mm厚圓形不銹鋼鋼板,并在鋼板上鉆取直徑3mm的圓孔，圓孔排列和數(shù)量按附圖5設(shè)置，將U型刀具通過M2.5螺絲與金屬圓盤連接固定，組成刀盤。圓盤背面中心處焊接一轉(zhuǎn)軸，在圓盤背面按混凝土預(yù)制圓筒直徑焊接深I(lǐng)Omm的圓環(huán),將刀盤卡在混凝土預(yù)制圓通槽內(nèi)并用機(jī)油潤滑，轉(zhuǎn)軸與電機(jī)相連，由電機(jī)帶動金屬圓盤轉(zhuǎn)動，模擬盾構(gòu)刀盤旋轉(zhuǎn)切割土體。根據(jù)級配可在模型箱內(nèi)鋪設(shè)雜填土、粉土、粘土、粉細(xì)砂、砂卵石、漂石等不同粒徑的土層，可在刀盤周圍不同土層、不同埋深及表面沿刀盤前進(jìn)方向與垂直刀盤前進(jìn)方向安置速度與加速度拾振器，用于振動量測。通過拆卸條形板和方形板，調(diào)整上下位置以改變圓筒在模型箱中垂直向位置，模擬盾構(gòu)隧道的覆土深度變化，研究不同埋深的振動傳播規(guī)律。通過金屬盤上U型刀具的不同形式組合，模擬不同形式刀盤下的振動情況。通過調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，可模擬盾構(gòu)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速條件下振動的傳播和衰減規(guī)律。以實(shí)現(xiàn)多工況、多因素下砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)引起的環(huán)境振動研究。【權(quán)利要求】1.一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，包括模型箱、可變速電機(jī)、預(yù)制混凝土圓筒、金屬刀盤刀具、軸承、以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:對于模型箱的側(cè)面板進(jìn)行改造加設(shè)豎向角鋼中立柱，將側(cè)面板分為可拆卸部分和不可拆卸部分，可拆卸部分分為方形板和條形板，預(yù)制混凝土圓筒固定在條形板上，軸承穿過預(yù)制混凝土圓筒，可變速電機(jī)通過軸承帶動金屬刀盤刀具在模型箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改變條形板位置調(diào)整金屬刀盤刀具位置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集由于金屬刀盤刀具旋轉(zhuǎn)引起的模型箱內(nèi)土體位移的振動規(guī)律。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于:不可拆卸板采用鋼板，可拆卸板采用鋁合金板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，其特征在于:模型箱選用透明的亞克力板為頂板。【文檔編號】G01H1/00GK103900677SQ201410126415【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日 【專利技術(shù)者】陶連金, 郭飛, 潘東旭, 閆冬梅, 許淇, 索新愛 申請人:北京工業(yè)大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于研究盾構(gòu)掘進(jìn)誘發(fā)振動傳播規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，包括模型箱、可變速電機(jī)、預(yù)制混凝土圓筒、金屬刀盤刀具、軸承、以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于：對于模型箱的側(cè)面板進(jìn)行改造加設(shè)豎向角鋼中立柱，將側(cè)面板分為可拆卸部分和不可拆卸部分，可拆卸部分分為方形板和條形板，預(yù)制混凝土圓筒固定在條形板上，軸承穿過預(yù)制混凝土圓筒，可變速電機(jī)通過軸承帶動金屬刀盤刀具在模型箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改變條形板位置調(diào)整金屬刀盤刀具位置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集由于金屬刀盤刀具旋轉(zhuǎn)引起的模型箱內(nèi)土體位移的振動規(guī)律。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陶連金，郭飛，潘東旭，閆冬梅，許淇，索新愛，
申請(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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