一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置及方法

1.本发明涉及地下工程试验技术领域，具体涉及一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置及方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.泥水盾构在开挖某些地层时(地层含砾石、卵石、漂石等)，刀盘切削下的渣土中会伴随岩渣，这会降低泥浆的携渣能力，甚至岩渣会淤积在泥水仓和排浆管。这严重影响泥水盾构的泥浆循环，使得渣土排除不畅，降低了隧道施工效率。另外，岩渣的不良运移和岩渣淤积会导致泥水仓压力异常，严重影响开挖面的稳定性并对盾构机器造成损伤，这给工程带来极大的安全隐患。所以，研究泥水盾构岩渣的运移会给地层适配性泥浆的调配提供参考意见，是提高泥浆携渣能力，保证隧道施工安全高效的先决条件。
4.泥水盾构在开挖某些地层时(地层含砾石、卵石、漂石等)，切削的渣土中的岩渣，淤积在泥水仓和排浆管将严重影响泥水盾构的泥浆循环，使得渣土排除不畅，降低了隧道施工效率。另外在泥水盾构的掘进过程中地层往往复杂多变，泥水盾构的输送状态也会进行切换调整。泥水盾构不同输送状态下岩渣的不良运移和岩渣淤积会导致泥水仓压力异常，严重影响开挖面的稳定性并对盾构机器造成损伤，这给工程带来极大的安全隐患。所以，研究泥水盾构不同输送状态和输送状态切换时岩渣的运移会给地层适配性泥浆的调配和盾构的开挖状态调整提供参考意见，保证隧道施工安全高效的先决条件。
5.专利申请cn115219385a公开了泥水盾构开挖面泥浆流态的模拟试验装置，通过颗粒示踪法研究了泥浆在开挖面的渗透特点，但是发明人发现，上述专利申请的技术方案并不能模拟岩渣在整个泥水循环的运移，而且不能模拟泥水盾构不同输送状态和输送状态切换时岩渣的运移。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，能够模拟泥水盾构不同输送状态和输送状态切换时的岩渣的运移。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
8.第一方面，本发明的实施例提供了一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，包括盾构机模型，盾构机模型刀盘一侧为泥水仓，另一侧为切削空间，泥水仓连接有气压源，切削空间连接有岩渣注入机构，泥水仓与泥浆注入管组连通，泥浆注入管组通过送浆管与储浆罐连接，送浆管安装有第一泥浆泵，泥水仓与排浆管一端连通，排浆管另一端连接弃浆罐，排浆管设有第二泥浆泵，送浆管和排浆管之间设有多个切换管，切换管设有开关阀以模拟泥水盾构的不同输送状态。
9.可选的，还包括图像采集元件，用于采集排浆管和泥水仓中的岩渣运移图像，相应的，所述盾构机模型的外壳及排浆管采用透明材料制成。
10.可选的，所述图像采集元件包括第一ccd摄像机和第二ccd摄像机，其中第一ccd摄像机用于放置在盾构机模型的正面，第二ccd摄像机用于放置在盾构机模型的侧面，第一ccd摄像机和第二ccd摄像机均与控制系统连接。
11.可选的，所述切换管具有四个，分别为第一切换管、第二切换管、第三切换管和第四切换管，沿送浆方向，送浆管依次与第一切换管、第二切换管、第三切换管和第四切换管的一端连接，沿排浆方向，排浆管依次与第四切换管、第二切换管、第三切换管和第一切换管的另一端连接。
12.可选的，四个切换管均设置有开关阀，第二切换管与第三切换管之间的送浆管管段设有开关阀，第二切换管和第三切换管之间的排浆管管段设有开关阀。
13.可选的，所述送浆管设有开关阀，且位于第一切换管与送浆管连接位置的下游，所述排浆管设有开关阀且位于排浆管伸入盾构机模型的管段上。
14.可选的，所述送浆管和排浆管均安装有压力检测元件。
15.可选的，所述岩渣注入机构包括岩渣仓，岩渣仓通过出料管与切削空间连接，岩渣仓还设置有加料口，出料管和加料口均设置有开关阀。
16.第二方面，本发明的实施例提供了一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置的方法，包括以下步骤：
17.预先制备泥浆材料和选取岩渣颗粒，岩渣颗粒中，按照设定的比例制作示踪颗粒；
18.将制备好的泥浆材料加入储浆罐中；
19.开启第一泥浆泵和气压源，使得泥浆通过送浆管进入泥水仓，浆液填充泥水仓，利用岩渣注入机构向切削空间加入岩渣颗粒；
20.启动盾构机模型，根据试验目标输送状态控制第二泥浆泵和相应切换管上的阀门工作，泥浆形成稳定的循环后，采集岩渣颗粒中的示踪颗粒的运移图像。
21.可选的，储浆罐加入泥浆材料前，预先注入水，然后启动第一泥浆泵，并根据试验目标输送状态控制第二泥浆泵和相应切换管上的阀门工作，形成稳定的水循环，检查试验装置的气密性。
22.本发明的有益效果如下：
23.1.本发明的试验装置，通过设置岩渣注入机构，能够使得泥浆携带岩渣进行循环，且通过切换管和切换管上的开关阀，能够模拟泥水盾构泥浆循环系统和不同输送状态和输送状态切换时岩渣运移情况，能直观准确表现岩渣运移的规律，试验装置可以提供多种施工工况下泥浆中岩渣的运移特征，揭示泥浆循环中泥浆与岩渣的相互作用规律，弥补了泥浆中岩渣颗粒的运移规律相关研究和试验手段的空白，对于泥水盾构泥水仓压力控制、地层适配性泥浆的调配和盾构机泥浆输送状态的调整提供指导建议，保证施工的高效和安全。
24.2.本发明的试验装置，盾构机模型的外壳和排浆管均采用透明材料制成，且岩渣颗粒中具有示踪颗粒，使得泥水盾构泥浆循环系统和泥浆中渣土的运移情况可视化，能直观准确表现渣土运移的规律。
附图说明
25.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
26.图1是本发明实施例1整体结构示意图；
27.图2是本发明实施例2模拟正常开挖状态下的泥浆输送状态示意图；
28.图3是本发明实施例2模拟泥水盾构旁通模式下的泥浆输送状态示意图；
29.图4是本发明实施例2模拟泥水盾构隔离模式下的泥浆输送状态示意图；
30.图5是本发明实施例2模拟泥水盾构逆洗模式下的泥浆输送状态示意图；
31.图6是本发明实施例2模拟泥水盾构停止模式下的泥浆输送状态示意图；
32.图7是本发明图1中a处岩渣运移情况示意图；
33.图8是本发明图1中a处不同尺寸岩渣颗粒运移示意图；
34.图9是本发明图1中a处不同泥浆速度下的岩渣平均速度示意图；
35.图10是本发明图1的岩渣颗粒平均速度曲线图；
36.其中，1.储浆罐，2.弃浆罐，3.气压源，4.岩渣注入机构，5.刀具，6.排浆管，7.第二泥浆泵，8.第一泥浆泵，9.刀盘，10.支撑杆，11.第一ccd摄像机，12.第二ccd摄像机，13.上位计算机，14.第十三开关阀，15.第七开关阀，16.第十一开关阀，17.第一开关阀，18.第二开关阀，19.第三开关阀，20.第四开关阀，21.第五开关阀，22.第六开关阀，23.第八开关阀，24.第九开关阀，25.第十开关阀，26.第十二开关阀，27.第一压力计，28.第二压力计，29.第三压力计，30.传动轴，31.动力机构，32.岩渣颗粒，33.示踪颗粒，34.送浆管，35.第一切换管，36.第二切换管，37.第三切换管，38.第四切换管。
具体实施方式
37.为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.实施例1
39.本实施例提供了一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，如图1所示，包括盾构机模型、储浆罐1、弃浆罐2、送浆管34、排浆管6、图像采集元件及控制系统等。
40.所述盾构机模型采用现有的室内试验用盾构机模型即可，包括圆柱型的外壳，本实施例中，所述外壳采用透明材料制成，外壳内设有刀盘，所述外壳内空间被刀盘界面划分为切削空间与泥水仓，切削空间可以通过岩渣注入机构4加入岩渣颗粒，刀盘9为圆形刀盘，刀盘9上设置有刀具5和开口，岩渣颗粒可以通过开口进入泥水仓，所述刀盘9的直径略小于外壳的内径，刀盘与转动驱动机构连接，转动驱动机构能够带动刀盘转动以模拟盾构开挖过程。
41.所述转动驱动机构包括动力机构31，动力机构31与传动轴30连接，传动轴30伸入切削空间内部并与刀盘9的中心位置可拆卸固定连接，所述动力机构31采用电机、减速机等，也可采用液压马达等能够输出转动运动的设备。
42.所述泥水仓用于模拟刀盘切削下岩渣的运移，泥水仓内设置有隔板，隔板与外壳的内侧面固定，第二隔板与支撑杆10连接，支撑杆的作用是固定连接切削空间的泥浆管的管口，第二隔板底端未延伸至外壳，因此泥水仓被第二隔板分隔成的两个空间相互连通。
43.其中泥水仓的两个空间中，远离切削空间的空间为气压仓，气压仓与气压源3连接，气压源能够向气压仓内注入气体，使得泥水仓内的气压保持稳定。
44.本实施例中，所述气压源3采用空气压缩机或气压室即可，能够输出设定压力的气体。
45.盾构机模型内部为密封空间，能够进行泥浆的循环输送。
46.所述切削空间的顶部连接有岩渣注入机构4，用于向切削空间内注入岩渣颗粒。
47.所述岩渣注入机构4包括岩渣仓，岩渣仓用于盛放岩渣颗粒，所述岩渣仓的底端与出料管的一端连接，出料管的另一端连接至切削空间，岩渣仓内的岩渣颗粒能够通过出料管送入切削空间，所述出料管上设置有出料开关阀，用于控制出料管的打开和关闭。
48.所述岩渣仓的顶部设置有加料口，加料口处设置有加料开关阀，用于控制加料口的打开和关闭。
49.所述盾构机模型连接有泥浆注入管组，所述泥浆注入管组包括多组上下分布的泥浆注入管。
50.其中位于上方的两组泥浆注入管的出浆端穿过隔板后与泥水仓靠近切削空间一侧的空间连通，用于向该空间内注入泥浆。上方的两组泥浆注入管分别安装有第一开关阀17和第二开关阀18。
51.位于中部的一组泥浆注入管的出浆端穿过隔板后分成两个支管，两个支管均与切削空间连通，用于向刀盘喷射泥浆，对刀盘进行冲刷，防止刀盘阻塞。位于中部的泥浆注入管安装有第三开关阀19。
52.位于下方的两组泥浆注入管的出浆端设有向下90
°
折弯的弯头，用于向气压仓的空间注入泥浆。位于下方的两组泥浆注入管分别安装有第四开关阀20和第五开关阀21。
53.五组泥浆注入管的进液端汇集后与送浆管的一端连接，送浆管的另一端连接至储浆罐1。
54.送浆管上安装有第一泥浆泵8，用于驱动储浆罐1内的泥浆通过送浆管进入盾构机模型。
55.所述气压仓的底部还与排浆管6的一端连通，排浆管6的另一端连接至弃浆罐2，所述排浆管6上安装有第二泥浆泵7，用于驱动泥水仓内的泥浆进入弃浆罐2。
56.在第一泥浆泵和第二泥浆泵的作用下，泥浆能够在储浆罐、盾构机模型和弃浆罐之间形成循环流动。
57.所述排浆管伸入盾构机模型的管段上安装有第六开关阀22，用于控制排浆管的导通和关闭。
58.所述送浆管和排浆管6之间还设置有多个切换管，切换管上设置有开关阀以模拟泥水盾构不同的输送状态。
59.具体的，送浆管和排浆管之间设置有四个切换管，分别为第一切换管35、第二切换管36、第三切换管37和第四切换管38。
60.其中，第一切换管35上安装有第七开关阀15，第二切换管36上安装有第八开关阀23，第三切换管37上安装有第九开关阀24，第四切换管38上安装有第十开关阀25。
61.沿送浆管34的送浆方向，所述送浆管34依次与第一切换管35、第二切换管36、第三切换管37和第四切换管38的一端连接。
62.沿排浆管6的排浆方向，所述排浆管6依次与第四切换管38、第二切换管36、第三切换管37和第一切换管35的另一端连接。
63.送浆管34上，位于第二切换管36、第三切换管37与其连接位置之间的管段上设置有第十一开关阀16，排浆管6上，位于第二切换管36、第三切换管37与其连接位置之间的管段上设置有第十二开关阀26。
64.所述送浆管34上设置有第十三开关阀14，用于控制送浆管34的导通和关闭，第十三开关阀14位于第一切换管35与其连接位置下游，第二切换管36与其连接位置上游之间的位置。
65.本实施例中，所述第一泥浆泵8安装在第一切换管35与储浆罐1之间的送浆管管段上，第二泥浆泵7安装在第一切换管35与第三切换管37之间的排浆管6管段上。
66.所述送浆管34和排浆管6上均安装有压力检测元件，用于检测泥浆压力，用于模拟研究泥浆管路的压力特征。
67.所述压力检测元件采用现有的压力计即可，本实施例中，第四切换管38与泥浆注入管组之间的送浆管管段上设置有第一压力计27，第四切换管38与第二切换管36之间的排浆管6管段上设置有第二压力计28，第二泥浆泵7与第一切换管35之间的排浆管6管段上设置有第三压力计29。
68.所述图像采集元件包括第一ccd摄像机11和第二ccd摄像机12，所述第一ccd摄像机11于放置在盾构机模型的正面，能进行连续的图像采集，从正面记录盾构机泥浆循环和岩渣运移情况，第二ccd摄像机12用于放置在盾构机模型的侧面，能进行连续的图像采集，从侧面记录盾构机泥浆循环和岩渣运移情况，第一ccd摄像机11和第二ccd摄像机12均与控制系统连接，相应的，所述盾构机模型的外壳、泥浆注入管组、送浆管和排浆管均采用透明材料制成，能够通过两个ccd摄像机采集泥浆和岩渣的流动图像并传递给控制系统。
69.通过调整两个ccd摄像机的位置，能采集泥浆中岩渣在切削空间、泥水仓和排浆管的运移情况
70.所述控制系统采用上位计算机13即可，在此不进行详细叙述。
71.本实施例中，所述储浆罐1、弃浆罐2、送浆管、排浆管6、切换管、盾构机模型的气压源、刀盘9、刀具5、传动轴30、动力机构31均采用可拆卸连接的方式进行装配。所有用于泥浆输送的管路的半径均为5cm。
72.实施例2
73.本实施例提供了一种实施例1所述的泥水盾构岩渣运移情况试验装置的方法，包括以下步骤：
74.预先制备泥浆材料和选取岩渣颗粒，岩渣颗粒中，按照设定的比例制作示踪颗粒。
75.所述泥浆使用15#白油、正十二烷和透明粘土按一定比例调配的。优选的，泥浆中15#白油与正十二烷的质量比为6.4:1，透明粘土的含量可调节，使得泥浆粘度和重度相似于实际泥浆。本实施例中，泥浆密度达到1.1g/cm3。
76.所述岩渣颗粒采用透明土材料，优选的有两种类型。第一种是是由无定形硅粉作为骨料和透明粘土组成，通过其单体可以形成不同粒径的大多孔介质，其性质与天然粘土相似。第二种是由熔融石英砂作为骨料组成，类似于天然砂。可以利用透明土材料，依据相似理论，进行岩渣的配置。
77.本实施例中，岩渣颗粒是颗粒直径为0.25cm圆球型熔融石英砂，其中按照设定比例对岩渣颗粒进行着色形式示踪颗粒，设定比例为0-100％，优选的为5％。
78.步骤2：对由盾构机模型、储浆罐1、弃浆罐2及相应的泥浆管路、开关阀形成的泥浆循环系统、盾构机模型和图像采集元件进行测试。
79.储浆罐1加入泥浆材料前，预先注入水，然后启动第一泥浆泵8，并根据试验目标输送状态控制第二泥浆泵和相应切换管上的阀门工作，根据工程设置不同的刀盘转速，形成与施工工程相似的循环路径，形成稳定的水循环，检查试验装置的气密性。
80.步骤3：待整个试验装置的气密性合格后，在储浆罐中加入预先制备的泥浆材料。
81.步骤4：开启第一泥浆泵8和气压源3，使得泥浆通过送浆管进入泥水仓与切削空间，浆液填充泥水仓与切削空间；气压源使得泥水仓与切削空间内气压稳定，在泥浆浆液填充泥水仓与切削空间后，通过岩渣注入机构4将带有示踪颗粒33的岩渣颗粒32送入切削空间。
82.具体的，首先关闭岩渣仓出料管的出料管开关阀，然后打开加料开关阀，在岩渣仓内加入岩渣颗粒，待泥浆浆液填充泥水仓和切削空间后，打开出料管开关阀，将岩渣颗粒注入切削空间。
83.步骤5：启动盾构机模型，根据试验目标输送状态控制第二泥浆泵和相应切换管上的阀门工作，泥浆形成稳定的循环后，采集岩渣颗粒中的示踪颗粒的运移图像。
84.动力机构31带动传动轴30转动，传动轴30带动刀盘9转动，模拟盾构开挖过程，刀盘9的转速为1.2rpm，岩渣颗粒32和示踪颗粒33通过刀盘9及第一隔板上的孔洞进入泥水仓，然后经由排浆管6排出，通过ccd摄像机捕捉岩渣颗粒和示踪颗粒运移情况。期间可以通过控制阀的开关，切换不同的泥水盾构输送状态，具体的：
85.关闭第七开关阀15、第八开关阀23、第九开关阀24、第十开关阀25、第三开关阀19、第四开关阀20和第五开关阀21，打开第十三开关阀14、第十一开关阀16、第一开关阀17、第二开关阀18、第六开关阀22、第十二开关阀26，形成如图2所示的输送状态，可以模拟泥水盾构开挖模式(正常开挖)的岩渣运移情况。
86.关闭第七开关阀15、第一开关阀17、第二开关阀18、第三开关阀19、第四开关阀20、第五开关阀21、第六开关阀22、第八开关阀23、第九开关阀24，打开第十三开关阀14、第十一开关阀16、第十开关阀25和第十二开关阀26，形成如图3所示的输送状态，可以模拟泥水盾构旁通模式(待机模式，例如安装管片时)的岩渣运移情况。
87.只打开第七开关阀15，其他开关阀均关闭，形成如图4所示的输送状态，可以模拟泥水盾构隔离模式(例如泥浆管道延伸时和泥浆池调整泥浆质量时)的岩渣运移情况。
88.关闭第七开关阀15、第十一开关阀16、第十开关阀25和第十二开关阀26，开启其他开关阀，形成如图5所示的泥浆输送状态，可以模拟泥水盾构逆洗模式(用于清理排浆管的堵塞时)的岩渣运移情况。
89.只打开第十三开关阀14、第十一开关阀16和第一开关阀17，关闭其他开关阀，形成如图6所示的泥浆输送状态，可以模拟泥水盾构停机模式的岩渣运移情况。
90.使用第一ccd摄像机11和第二ccd摄像机12采集岩渣颗粒的运移图像，设定第一ccd摄像机11和第二ccd摄像机12的帧率为25，第一ccd摄像机11能够从正面捕捉排浆管和泥水仓中岩渣运移信息。第二ccd摄像机12能从侧面捕捉排浆管和泥水仓中岩渣运移信息。
ccd摄像机将信息传输给控制系统，经过数据处理后，可以得到在不同工况下岩渣的运移数据。图7为排浆管中岩渣运移情况示意图，图8为排浆管中不同尺寸岩渣颗粒运移示意图。(所用岩渣材料不同半径岩渣颗粒占比为0.15cm：0.3cm：0.5cm＝3：2：1)。图9为不同泥浆速度下岩渣的平均速度示意图；图10为排浆管中岩渣的速度曲线。
91.目前对于泥水盾构泥浆携渣排渣、岩渣运移的研究较少。现有泥浆携渣能力评价主要依靠泥浆比重、粘度等指标进行评估，室内试验一般是通过进行泥浆与岩渣样本的混合输送进行研究，试验装置简单，难以模拟泥水盾构循环系统，本实施例的试验装置，通过设置岩渣注入机构，能够使得泥浆携带岩渣进行循环，且通过切换管和切换管上的开关阀，能够模拟泥水盾构泥浆循环系统和不同输送状态和输送状态切换时岩渣运移情况，能直观准确表现岩渣运移的规律，试验装置可以提供多种施工工况下泥浆中岩渣的运移特征，揭示泥浆循环中泥浆与岩渣的相互作用规律，弥补了泥浆中岩渣颗粒的运移规律相关研究和试验手段的空白，对于泥水盾构泥水仓压力控制、地层适配性泥浆的调配和盾构机泥浆输送状态的调整提供指导建议，保证施工的高效和安全，而且盾构机模型的外壳和排浆管均采用透明材料制成，且岩渣颗粒中具有示踪颗粒，使得泥水盾构泥浆循环系统和泥浆中渣土的运移情况可视化，能直观准确表现渣土运移的规律。
92.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，包括盾构机模型，盾构机模型刀盘一侧为泥水仓，另一侧为切削空间，泥水仓连接有气压源，其特征在于，切削空间连接有岩渣注入机构，泥水仓与泥浆注入管组连通，泥浆注入管组通过送浆管与储浆罐连接，送浆管安装有第一泥浆泵，泥水仓与排浆管一端连通，排浆管另一端连接弃浆罐，排浆管设有第二泥浆泵，送浆管和排浆管之间设有多个切换管，切换管设有开关阀以模拟泥水盾构的不同输送状态。2.如权利要求1所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，还包括图像采集元件，用于采集排浆管和泥水仓中的岩渣运移图像，相应的，所述盾构机模型的外壳及排浆管采用透明材料制成。3.如权利要求2所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，所述图像采集元件包括第一ccd摄像机和第二ccd摄像机，其中第一ccd摄像机用于放置在盾构机模型的正面，第二ccd摄像机用于放置在盾构机模型的侧面，第一ccd摄像机和第二ccd摄像机均与控制系统连接。4.如权利要求1所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，所述切换管具有四个，分别为第一切换管、第二切换管、第三切换管和第四切换管，沿送浆方向，送浆管依次与第一切换管、第二切换管、第三切换管和第四切换管的一端连接，沿排浆方向，排浆管依次与第四切换管、第二切换管、第三切换管和第一切换管的另一端连接。5.如权利要求4所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，四个切换管均设置有开关阀，第二切换管与第三切换管之间的送浆管管段设有开关阀，第二切换管和第三切换管之间的排浆管管段设有开关阀。6.如权利要求4所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，所述送浆管设有开关阀，且位于第一切换管与送浆管连接位置的下游，所述排浆管设有开关阀且位于排浆管伸入盾构机模型的管段上。7.如权利要求1所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，所述送浆管和排浆管均安装有压力检测元件。8.如权利要求1所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置，其特征在于，所述岩渣注入机构包括岩渣仓，岩渣仓通过出料管与切削空间连接，岩渣仓还设置有加料口，出料管和加料口均设置有开关阀。9.一种权利要求1-8任一项所述的泥水盾构岩渣运移情况试验装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：预先制备泥浆材料和选取岩渣颗粒，岩渣颗粒中，按照设定的比例制作示踪颗粒；将制备好的泥浆材料加入储浆罐中；开启第一泥浆泵和气压源，使得泥浆通过送浆管进入泥水仓，浆液填充泥水仓，利用岩渣注入机构向开挖空间加入岩渣颗粒；启动盾构机模型，根据试验目标输送状态控制第二泥浆泵和相应切换管上的阀门工作，泥浆形成稳定的循环后，采集岩渣颗粒中的示踪颗粒的运移图像。10.如权利要求9所述的一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置的方法，其特征在于，储浆罐加入泥浆材料前，预先注入水，然后启动第一泥浆泵，并根据试验目标输送状态控制第二泥浆泵和相应切换管上的阀门工作，形成稳定的水循环，检查试验装置的气密性。

技术总结
本发明涉及一种泥水盾构岩渣运移情况试验装置及方法，包括盾构机模型，盾构机模型刀盘一侧为泥水仓，另一侧为切削空间，泥水仓连接有气压源，切削空间连接有岩渣注入机构，泥水仓与泥浆注入管组连通，泥浆注入管组通过送浆管与储浆罐连接，送浆管安装有第一泥浆泵，泥水仓与排浆管一端连通，排浆管另一端连接弃浆罐，排浆管设有第二泥浆泵，送浆管和排浆管之间设有多个切换管，切换管设有开关阀以模拟泥水盾构的不同输送状态，本发明的试验装置实现了模拟不同输送状态和输送切换状态的岩渣运移情况研究。运移情况研究。运移情况研究。


技术研发人员：李树忱 李振 彭科峰 童里 周慧颖 王曼灵 王馨 刘祥坤 陈祎 王新宇
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/21