用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置的制作方法

1.本实用新型属于盾构掘进施工技术领域，尤其涉及一种用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置。


背景技术：

2.土壤粘附是粘湿土对触土固体表面产生附着的现象，盾构隧道开挖时常面临的结泥饼问题主要就是由于刀具掘削下的土壤粘附在盾构机械金属表面并经过挤压固结所导致的。泥饼会堆积在刀具周围。使刀具的贯入度降低从而产生偏磨，甚至堵塞刀盘开口，严重降低盾构掘进效率，甚至带来施工安全问题，因此研究不同工况下土壤粘附力规律具有重大的工程意义。
3.为了测量土壤与金属界面的粘附力，目前国内外学者采用了不同的试验装置和方法，由于目前缺少粘附试验统一标准，试验条件不同，研究得到的结果不具有可比性。现有国内外相关研究中粘附试验所施加的压力大多只有几十千帕，与实际盾构施工中掌子面压力大小差距较大，且对于温度在土壤与金属界面粘附中的研究较少。在实际盾构掘进过程中，高温高压会促进刀盘面板形成泥饼，进而造成严重的粘附，影响施工质量和安全。因此本试验装置可实现研究高温高压试验条件下土壤与金属界面间的粘附规律，其对于实际工程具有重大的参考价值。


技术实现要素：

4.为了有效测量高温高压下土壤与金属界面的粘附力，本实用新型提供一种用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置。
5.本实用新型的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，具体为：带孔底座上固定土盒，土盒内底部设置透水石，透水石上设有土压力盒，土压力盒上方为填充土样的空间，再上方为加压盖，加压盖下表面作为粘附面；加压盖顶部中间设有拉环。
6.土压力盒的土压力盒线通过土盒壁上接线孔穿出，且对接线孔的缝隙封堵严实。
7.加压盖上方设置压板，压板顶部直接与千斤顶接触，千斤顶用于增大压力；压板底部设有多个凸起，用于向加压盖传递压力。
8.带孔底座四周设有多个支撑杆，支撑杆穿过压板，在支撑杆上设置螺栓来控制压板的位置。
9.进一步的，土盒外边缘设置环箍，环箍由两个可分离的半圆部件构成，环箍内侧有凹槽与土盒外边缘相吻合。
10.进一步的，支撑杆的数量为四个。
11.进一步的，凸起的数量为四个。
12.进一步的，拉环的高度小于凸起的高度。
13.本实用新型的有益技术效果为：
14.本实用新型的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，试验条件
更接近实际盾构施工中的情况，从而使测得的粘附力更接近实际数值，从而能对实际盾构施工提供有效支持。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
17.本实用新型的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置如图1所示，具体为：带孔底座13上固定土盒8，土盒8内底部设置透水石12，透水石12上设有土压力盒9，土压力盒9上方为填充土样14的空间，再上方为加压盖5，加压盖5下表面作为粘附面；加压盖5顶部中间设有拉环4作为加压后拉拔加压盖5的支撑点。
18.土压力盒9的土压力盒线10通过土盒8壁上接线孔11穿出，且对接线孔11的缝隙封堵严实，接线孔11不宜过大。
19.加压盖5上方设置压板1，压板1顶部直接与千斤顶接触，千斤顶用于增大压力；压板1底部设有多个凸起3，用于向加压盖5传递压力。
20.带孔底座13四周设有多个支撑杆7作为整个装置的支撑部件。支撑杆7穿过压板1，在支撑杆7上设置螺栓2来控制压板1的位置。
21.进一步的，土盒8外边缘设置环箍6，环箍6由两个可分离的半圆部件构成，环箍6内侧有凹槽与土盒8外边缘相吻合。环箍6可以在加压盖5拉拔时卸除，不影响粘附力的测量
22.进一步的，支撑杆7的数量为四个。
23.进一步的，凸起3的数量为四个。
24.进一步的，拉环4的高度小于凸起3的高度。
25.使用方法：
26.步骤1：将透水石12和土压力盒9固定于土盒8中，随后填入土样14并进行压实，将环箍6安装在土盒8上并锁紧，然后放好加压盖5和压板1。
27.步骤2：使用千斤顶对压板1施加压力，达到设定压力后用螺栓2固定压板1位置，压板凸起3与加压盖5相接触，通过四个螺栓4向下移动给土样14传递压力，用土压力盒9测定盒内土压大小。
28.步骤3：将装置用锡箔纸包裹起来，整体放入设定温度的烘箱中，放置保温一段时间。
29.步骤4：将装置取出，卸下压板1，卸下环箍6；使用电子拉力计通过加压盖5上的拉环4缓慢拉起土样14表面的加压盖5，读取峰值拉力读数。
30.步骤5：使用电子拉力计读取的峰值拉力减去加压盖5自身重力，除以其表面积，即可得到粘附力强度，试验结束。


技术特征：
1.用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，其特征在于，带孔底座(13)上固定土盒(8)，土盒(8)内底部设置透水石(12)，透水石(12)上设有土压力盒(9)，土压力盒(9)上方为填充土样(14)的空间，再上方为加压盖(5)，加压盖(5)下表面作为粘附面；所述加压盖(5)顶部中间设有拉环(4)；所述土压力盒(9)的土压力盒线(10)通过土盒(8)壁上接线孔(11)穿出，且对接线孔(11)的缝隙封堵严实；所述加压盖(5)上方设置压板(1)，压板(1)顶部直接与千斤顶接触，千斤顶用于增大压力；压板(1)底部设有多个凸起(3)，用于向加压盖(5)传递压力；所述带孔底座(13)四周设有多个支撑杆(7)，支撑杆(7)穿过压板(1)，在支撑杆(7)上设置螺栓(2)来控制压板(1)的位置。2.根据权利要求1所述的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，其特征在于，所述土盒(8)外边缘设置环箍(6)，环箍(6)由两个可分离的半圆部件构成，环箍(6)内侧有凹槽与土盒(8)外边缘相吻合。3.根据权利要求1所述的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，其特征在于，所述支撑杆(7)的数量为四个。4.根据权利要求1所述的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，其特征在于，所述凸起(3)的数量为四个。5.根据权利要求1所述的用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，其特征在于，所述拉环(4)的高度小于凸起(3)的高度。

技术总结
本实用新型公开了用于测量高温高压下土壤与金属界面粘附力的试验装置，具体为：带孔底座上固定土盒，土盒内底部设置透水石，透水石上设有土压力盒，土压力盒上方为填充土样的空间，再上方为加压盖，加压盖顶部中间设有拉环；土压力盒的土压力盒线通过土盒壁上接线孔穿出；加压盖上方设置压板，压板顶部直接与千斤顶接触，千斤顶用于增大压力；压板底部设有多个凸起，用于向加压盖传递压力；带孔底座四周设有多个支撑杆，支撑杆穿过压板，在支撑杆上设置螺栓来控制压板的位置。本实用新型试验条件更接近实际盾构施工中的情况，从而使测得的粘附力更接近实际数值，从而能对实际盾构施工提供有效支持。工提供有效支持。工提供有效支持。


技术研发人员：陈焱 徐公允 崔建 陶力铭 方勇 何川 陈爽 杜贵新 历朋林 白坤 杜昌言 李海振
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2020.11.20
技术公布日：2021/9/7