一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置及方法与流程

    专利查询2025-12-23  9


    本发明涉及钢筋混凝土预制结构构件和膨润土润滑科学研究试验,特别是涉及一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置及方法。


    背景技术:

    1、目前,在给水、排水、电力、水工隧洞开挖施工中,主要施工工法有钻爆法、悬臂掘进机法、盾构法、tbm法,顶管法,顶管法具有安全、环保、高效、经济的优点,在岩溶地区岩石地层顶管施工的管-岩摩擦系数是顶管设计施工的重要参数指标,通常试验获得管-岩摩擦系数的方法有:

    2、1.利用岩石剪切试验机开展摩擦试验获得管-岩摩擦系数,岩石剪切试验机费用高,做摩擦试验操作不方便,摩擦量程很短,在短时间内很难获得大量的摩擦试验数据,且无法考虑触变泥浆灌浆压力的润滑减阻作用;

    3、2.开展顶管施工现场试验获得管-岩摩擦系数,其场地选择难度大,测试技术要求高、投资大。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置及方法,旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,包括:

    3、试验箱,为混凝土预制构件,所述试验箱内设置有试件,所述试件与所述试验箱内底面相抵;

    4、盖板,设置在所述试验箱开口处,所述盖板上设置有与所述试验箱相连通的灌浆管;

    5、一对钢丝绳,分别与所述试件的两端相连接,所述钢丝绳远离所述试件的一端伸出所述试验箱并连接有拉力弹簧秤。

    6、可选的,所述试验箱开口边缘处设置有若干螺栓,所述盖板上开设有若干第一通孔,若干所述第一通孔与若干所述螺栓一一对应,所述第一通孔直径大于所述螺栓。

    7、可选的,所述盖板上开设有第二通孔,所述第二通孔用于与所述灌浆管相连接。

    8、可选的,所述试验箱与所述盖板之间设置有第一密封件。

    9、可选的,所述试验箱两端侧壁分别开设有第三通孔,所述钢丝绳通过所述第三通孔伸出所述试验箱。

    10、可选的,所述第三通孔内设置有第二密封件。

    11、可选的,所述试验箱内设置有若干钢筋。

    12、可选的,所述试验箱内底面为半圆形,所述试件为圆柱形。

    13、可选的,所述灌浆管为透明材质。

    14、一种测试管-岩摩擦系数的试验方法,包括以下步骤:

    15、当所述试验箱内未加入膨润土泥浆时,分别拉动一对所述拉力弹簧秤来回摩擦,得到所述试件在纯干摩擦条件下的管-岩摩擦规律及摩擦系数;

    16、当所述试验箱内加入膨润土泥浆后,分别拉动一对所述拉力弹簧秤来回摩擦,得到所述试件在润滑条件下的管-岩摩擦规律及摩擦系数。

    17、本发明公开了以下技术效果:

    18、在进行试验时只需通过左右拉动拉力弹簧秤,由钢丝绳带动试件在试验箱内产生位移,操作方便,在短时间内能够获得大量的摩擦试验数据;

    19、通过将盖板上的灌浆管与外部灌浆装置相连接对试验箱内进行灌注膨润土泥浆,能够考虑触变泥浆灌浆压力的润滑减阻作用;

    20、通过预制为混凝土材质的试验箱,费用低、摩擦量程长,避免了开展原位试验的施工现场的测试难度;

    21、起到了快速、有效获取岩石地层顶管设计施工所需核心摩擦参数,使顶管顶进得到了有效的安全保障。



    技术特征:

    1.一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述试验箱(1)开口边缘处设置有若干螺栓(7),所述盖板(3)上开设有若干第一通孔,若干所述第一通孔与若干所述螺栓(7)一一对应,所述第一通孔直径大于所述螺栓(7)。

    3.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述盖板(3)上开设有第二通孔,所述第二通孔用于与所述灌浆管(4)相连接。

    4.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述试验箱(1)与所述盖板(3)之间设置有第一密封件(8)。

    5.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述试验箱(1)两端侧壁分别开设有第三通孔,所述钢丝绳(5)通过所述第三通孔伸出所述试验箱。

    6.根据权利要求5所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述第三通孔内设置有第二密封件(9)。

    7.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述试验箱(1)内设置有若干钢筋(10)。

    8.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述试验箱(1)内底面为半圆形,所述试件(2)为圆柱形。

    9.根据权利要求1所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于:所述灌浆管(4)为透明材质。

    10.一种测试管-岩摩擦系数的试验方法,基于权利要求1-9任意一项所述的一种测试管-岩摩擦系数的预制混凝土试验装置,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明涉及钢筋混凝土预制结构构件和膨润土润滑科学研究试验技术领域,公开了一种测试管‑岩摩擦系数的预制混凝土试验装置及方法,包括试验箱,为混凝土预制构件,试验箱内设置有试件,试件与试验箱内底面相抵;盖板设置在试验箱开口处,盖板上设置有与试验箱相连通的灌浆管;一对钢丝绳分别与试件的两端相连接,钢丝绳远离试件的一端伸出试验箱并连接有拉力弹簧秤,本发明操作方便,在短时间内能够获得大量的摩擦试验数据,能够考虑触变泥浆灌浆压力的润滑减阻作用,费用低、摩擦量程长,避免了开展原位试验的施工现场的测试难度。

    技术研发人员:陆俊,叶生华,明攀,范向前,赵国富,王涛,高成城,何雪涛,姚廷,陈思尧,刘人嘉,韦军
    受保护的技术使用者:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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