一种盾构土仓流动渣土性状智能化测评方法及装置

专利主权项内容

1.一种盾构土仓流动渣土性状测评方法，其特征在于：在盾构土仓内设置辅助装置，在土仓内装入渣土，该辅助装置与土仓内渣土接触作用，采用动态扭矩传感器感测反馈所述辅助装置所受的阻抗扭矩，感测该辅助装置在不同的流动渣土性状下所受的阻抗扭矩变化规律，并以此建立扭矩变化规律与流动渣土性状的关系；对具体工程项目的盾构土仓流动渣土进行实际测评时，感测该辅助装置所受的阻抗扭矩；通过扭矩的幅值和变化量规律来确定盾构土仓内运动渣土性状，若扭矩的幅值和变化量均较小，则判定运动渣土呈理想流塑状态；辅助装置包括剪切板装置部分、保护罩部分、剪切扭矩测试部分和驱动部分；其中，通过驱动部分控制剪切板的转速；通过剪切扭矩测试部分测试剪切板所受的扭矩值；通过剪切板机械部分保障剪切板始终与电机保持同轴等速旋转；通过保护罩部分实现防水、防尘及防外部冲击；所述驱动部分包括伺服电机(12)、减速电机(11)和参数控制平台，所述剪切扭矩测试部分包括动态扭矩传感器(10)和动应变仪，所述保护罩部分包括前壳(3)、后壳(4)及端盖(5)，所述剪切板装置部分包括剪切板头(1)和主轴(7)；其中，伺服电机(12)、减速电机(11)与动态扭矩传感器(10)转轴的一端相连接，动态扭矩传感器(10)转轴的另一端与主轴(7)的一端相连接，剪切板头(1)固定于连接轴(1-1)的一端，连接轴(1-1)的另一端轴向插入主轴(7)的另一端中，以此实现剪切板头(1)、伺服电机(12)及减速电机(11)的转轴、动态扭矩传感器(10)的转轴等速旋转；前壳(3)、后壳(4)及端盖(5)相互配合将动态扭矩传感器(10)、主轴(7)包围在内加以保护；在主轴(7)上间隔设置第一轴承(6-1)和第二轴承(6-2)以协助抑制剪切板除绕转轴旋转的其它自由度；剪切板头(1)呈矩形，设置唇形密封(2)介于前壳(3)的内壁和主轴(7)的外壁之间，用于阻挡土仓内渣土和水介质侵入，剪切板头(1)和主轴(7)之间通过螺纹连接形成剪切板装置；为确保所述剪切板装置与减速电机(11)、伺服电机(12)同轴旋转，通过间隔设置的第一轴承(6-1)和第二轴承(6-2)以协助抑制剪切板除绕转轴旋转的其它自由度，同时依靠前联轴器(8)和后联轴器(9)的约束作用，保障剪切板装置、电机转轴、动态扭矩传感器(10)转轴等速旋转；前联轴器(8)与后联轴器(9)的轴之间通过径向顶丝来箍紧联轴器，通过轴向钉丝楔入转轴内，从而确保前联轴器(8)与后联轴器(9)与主轴(7)、扭矩传感器的转轴和电机的转轴同时连接为一个整体，动态扭矩传感器(10)自身与端盖(5)通过螺丝进行固定连接，同时端盖(5)、前壳(3)和后壳(4)也通过螺丝连接成一个整体，保护在其内侧的装置，剪切板装置受到土仓渣土阻力后，通过动态扭矩传感器(10)的探测反馈出阻抗扭矩的实时变化规律，并供与其连接的动态应变仪采集。