CN113432991A - 一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法 - Google Patents

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陈建福
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陈�光
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Xian University of Science and Technology
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Abstract

本发明涉及钢顶管受力特性研究技术领域，且公开了一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，包括工作台，工作台的下端左右对称固定连接有两个立板，工作台的下端中间位置固定设置有双轴电机，双轴电机的左右两端输出轴均固定连接有转动螺杆，转动螺杆的一端通过轴承与立板的侧壁转动连接，转动螺杆的杆壁螺纹套接有支撑板，支撑板的上端通过工作台表面开设的矩形开口贯穿工作台的上端且固定连接有电动滑轨。该复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，具备能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确的优点。

Description

一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法
技术领域
本发明涉及钢顶管受力特性研究技术领域，具体为一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法。
背景技术
钢顶管因其密封性能好、承受高内压、非开挖施工对环境影响较小等优点，在城市给排水管道建设中得到广泛应用，并呈现朝大口径、长距离和适应复杂地层的发展趋势。
目前在对钢顶管的受力特性研究时需要使用到相关模型试验设备进行试验操作，目前通过挤压对钢顶管管壁的受压情况进行检测，但挤压只能在钢顶管的一侧侧壁进行，无法有效的实现，且对于钢顶管的外壁受摩擦力不能进行有效的受力分析，使得受力特性的研究范围受到局限。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，具备能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确的优点，解决了目前在对钢顶管的受力特性研究时需要使用到相关模型试验设备进行试验操作，目前通过挤压对钢顶管管壁的受压情况进行检测，但挤压只能在钢顶管的一侧侧壁进行，无法有效的实现，且对于钢顶管的外壁受摩擦力不能进行有效的受力分析，使得受力特性的研究范围受到局限的问题。
(二)技术方案
为实现能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确的目的，本发明提供如下技术方案：一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，包括工作台，所述工作台的下端左右对称固定连接有两个立板，所述工作台的下端中间位置固定设置有双轴电机，所述双轴电机的左右两端输出轴均固定连接有转动螺杆，所述转动螺杆的一端通过轴承与立板的侧壁转动连接，所述转动螺杆的杆壁螺纹套接有支撑板，所述支撑板的上端通过工作台表面开设的矩形开口贯穿工作台的上端且固定连接有电动滑轨，所述电动滑轨内滑块的上端固定连接有支撑柱，所述支撑柱的上端固定连接有固定套环，所述固定套环内通过轴承转动连接有固定圆柱，所述固定圆柱的外壁固定套接有从动齿轮，所述固定套环的上端固定设置有旋转电机，所述旋转电机的输出轴固定连接有与从动齿轮啮合的主动齿轮，所述固定套环的表面开设有用于主动齿轮伸入的通口，所述固定圆柱的内部开设有横向设置的注油槽，所述固定圆柱的内部对称开设有多个与注油槽连通的通油槽，所述通油槽内套设有活塞，所述活塞的一端固定连接有延伸杆，所述延伸杆的一端通过固定圆柱侧壁开设的通孔伸出固定圆柱外，位于同侧多根所述延伸杆的外端固定连接有同一个弧形顶推板，所述固定圆柱的一端外侧固定连接有与注油槽连通的注油头；
所述工作台的上端后侧固定连接有“F”形结构的安装板，所述安装板上下相对一侧侧壁均固定连接有多根伸缩气缸，位于同侧多根所述伸缩气缸的输出端固定连接有同一个定位板，两个所述定位板相对一侧均固定卡接有弧形测试板，所述弧形测试板的内侧嵌设有多个压力传感器，所述弧形测试板的内侧还固定设置有一层摩擦垫。
优选的，所述工作台对应矩形开口的内壁固定连接有多根限位滑杆，所述支撑板的侧壁开设有多个与限位滑杆滑动套接的滑孔。
优选的，所述工作台的底部四角处均固定连接有支撑腿。
优选的，所述支撑柱的下端和电动滑轨内滑块的上端之间对称固定连接有多个加强肋板。
优选的，所述弧形测试板靠近定位板的一侧固定连接有限位螺柱，所述定位板的表面开设有与限位螺柱螺纹连接的限位螺槽。
优选的，所述定位板的表面对称开设有多个插孔且插孔内活动插设有紧固插杆，所述弧形测试板的外侧开设有多个与紧固插杆对应插接的紧固插槽，多根所述紧固插杆的外端固定连接有同一个防脱板，所述定位板的外侧固定卡接有压接在防脱板外的U形压板，所述定位板的外侧对称固定连接有两个T形卡块，所述U形压板两个竖直部的侧壁均开设有与T形卡块匹配卡接的T形卡槽，所述U形压板的水平部开设有多个插孔且插孔内活动插设有卡紧杆，所述防脱板的外侧开设有多个与卡紧杆对应插接的卡紧槽，多根所述卡紧杆的外端固定连接有同一个卡紧拉板，所述卡紧拉板和U形压板相对一侧固定连接有多个分别套设在多根卡紧杆外的卡紧弹簧。
一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验方法，包括如下步骤：
S1.将钢顶管等比例缩小尺寸得到试验用的模型钢顶管构件，将构件放置在两个固定圆柱之间，启动双轴电机，双轴电机带动两根转动螺杆转动，再通过转动螺杆和支撑板的螺纹套接作用使得支撑板带动电动滑轨移动，使得两个固定圆柱相互靠近并支撑在构件的内侧；
S2.再通过注油头向注油槽内通入压力油，进而通过通油槽向外顶推活塞，活塞通过延伸杆带动弧形顶推板向外移动，使得多个弧形顶推板从内部稳定支撑钢顶管构件，能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率；
S3.通过限位螺柱和限位螺槽的螺纹连接实现弧形测试板与定位板之间的快速连接，再将紧固插杆插接在紧固插槽内实现对弧形测试板的进一步固定限位，再通过T形卡块和T形卡槽的匹配卡接使得U形压板压接在防脱板的外侧实现对紧固插杆的稳固固定，此时多根卡紧杆对准卡紧槽，卡紧弹簧回拉卡紧拉板，卡紧拉板将卡紧杆推进卡紧槽内即可实现U形压板与防脱板之间的稳固连接，大大提高了结构稳固性且能够实现对弧形测试板的快速拆装；
S4.再通过电动滑轨将钢顶管构件送入安装板的内侧，启动伸缩气缸，伸缩气缸推动定位板移动，进而使得弧形测试板压持在钢顶管构件的外侧实现对其外侧受压的挤压侧视，压力传感器的设置能够对挤推力进行精准的确认，在需要对构件其他方位位置进行挤压测试时，旋转电机带动主动齿轮转动，通过主动齿轮和从动齿轮的啮合作用带动固定圆柱转动，进而带动钢顶管构件转动，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确；
S5.在进行摩擦阻力测试时，调整弧形测试板内侧不同摩擦系数的摩擦垫，旋转电机带动主动齿轮转动，通过主动齿轮和从动齿轮的啮合作用带动钢顶管构件转动，能够使得钢顶管构件与弧形测试板相对位移摩擦，伸缩气缸推动弧形测试板的挤压能够调整摩擦力的大小，能够对钢顶管构件进行不同程度的摩擦力测试，测试精度高。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，具备以下有益效果：
1、该复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，通过设有的固定圆柱，在安装待检测的钢顶管构件模型时，将构件放置在两个固定圆柱之间，启动双轴电机，双轴电机带动两根转动螺杆转动，再通过转动螺杆和支撑板的螺纹套接作用使得支撑板带动电动滑轨移动，使得两个固定圆柱相互靠近并支撑在构件的内侧，再通过注油头向注油槽内通入压力油，进而通过通油槽向外顶推活塞，活塞通过延伸杆带动弧形顶推板向外移动，使得多个弧形顶推板从内部稳定支撑钢顶管构件，能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率。
2、该复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，通过设有的安装板，在安装弧形测试板时，先通过限位螺柱和限位螺槽的螺纹连接实现弧形测试板与定位板之间的快速连接，再将紧固插杆插接在紧固插槽内实现对弧形测试板的进一步固定限位，再通过T形卡块和T形卡槽的匹配卡接使得U形压板压接在防脱板的外侧实现对紧固插杆的稳固固定，此时多根卡紧杆对准卡紧槽，卡紧弹簧回拉卡紧拉板，卡紧拉板将卡紧杆推进卡紧槽内即可实现U形压板与防脱板之间的稳固连接，大大提高了结构稳固性且能够实现对弧形测试板的快速拆装。
3、该复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，通过设有的伸缩气缸，在进行检测时通过电动滑轨将钢顶管构件送入安装板的内侧，启动伸缩气缸，伸缩气缸推动定位板移动，进而使得弧形测试板压持在钢顶管构件的外侧实现对其外侧受压的挤压侧视，压力传感器的设置能够对挤推力进行精准的确认，在需要对构件其他方位位置进行挤压测试时，旋转电机带动主动齿轮转动，通过主动齿轮和从动齿轮的啮合作用带动固定圆柱转动，进而带动钢顶管构件转动，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确；在进行摩擦阻力测试时，调整弧形测试板内侧不同摩擦系数的摩擦垫，旋转电机带动主动齿轮转动，通过主动齿轮和从动齿轮的啮合作用带动钢顶管构件转动，能够使得钢顶管构件与弧形测试板相对位移摩擦，伸缩气缸推动弧形测试板的挤压能够调整摩擦力的大小，能够对钢顶管构件进行不同程度的摩擦力测试，测试精度高。
附图说明
图1为本发明提出的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法结构示意图；
图2为本发明提出的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法图1中A部的局部结构放大图；
图3为本发明提出的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法图1中B部的局部结构放大图；
图4为本发明提出的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法图1中C部的局部结构放大图。
图中：1工作台、2立板、3双轴电机、4转动螺杆、5支撑板、6矩形开口、7电动滑轨、8支撑柱、9固定套环、10固定圆柱、11从动齿轮、12旋转电机、13主动齿轮、14通口、15注油槽、16通油槽、17活塞、18延伸杆、19弧形顶推板、20注油头、21安装板、22伸缩气缸、23定位板、24弧形测试板、25压力传感器、26限位滑杆、27支撑腿、28限位螺柱、29限位螺槽、30紧固插杆、31紧固插槽、32防脱板、33U形压板、34T形卡块、35T形卡槽、36卡紧杆、37卡紧槽、38卡紧拉板、39卡紧弹簧。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，包括工作台1，工作台1的下端左右对称固定连接有两个立板2，工作台1的下端中间位置固定设置有双轴电机3，双轴电机3的左右两端输出轴均固定连接有转动螺杆4，转动螺杆4的一端通过轴承与立板2的侧壁转动连接，转动螺杆4的杆壁螺纹套接有支撑板5，支撑板5的上端通过工作台1表面开设的矩形开口6贯穿工作台1的上端且固定连接有电动滑轨7，电动滑轨7内滑块的上端固定连接有支撑柱8，支撑柱8的上端固定连接有固定套环9，固定套环9内通过轴承转动连接有固定圆柱10，固定圆柱10的外壁固定套接有从动齿轮11，固定套环9的上端固定设置有旋转电机12，旋转电机12的输出轴固定连接有与从动齿轮11啮合的主动齿轮13，固定套环9的表面开设有用于主动齿轮13伸入的通口14，固定圆柱10的内部开设有横向设置的注油槽15，固定圆柱10的内部对称开设有多个与注油槽15连通的通油槽16，通油槽16内套设有活塞17，活塞17的一端固定连接有延伸杆18，延伸杆18的一端通过固定圆柱10侧壁开设的通孔伸出固定圆柱10外，位于同侧多根延伸杆18的外端固定连接有同一个弧形顶推板19，固定圆柱10的一端外侧固定连接有与注油槽15连通的注油头20；
工作台1的上端后侧固定连接有“F”形结构的安装板21，安装板21上下相对一侧侧壁均固定连接有多根伸缩气缸22，位于同侧多根伸缩气缸22的输出端固定连接有同一个定位板23，两个定位板23相对一侧均固定卡接有弧形测试板24，弧形测试板24的内侧嵌设有多个压力传感器25，弧形测试板24的内侧还固定设置有一层摩擦垫。
工作台1对应矩形开口6的内壁固定连接有多根限位滑杆26，支撑板5的侧壁开设有多个与限位滑杆26滑动套接的滑孔。
工作台1的底部四角处均固定连接有支撑腿27。
支撑柱8的下端和电动滑轨7内滑块的上端之间对称固定连接有多个加强肋板。
弧形测试板24靠近定位板23的一侧固定连接有限位螺柱28，定位板23的表面开设有与限位螺柱28螺纹连接的限位螺槽29。
定位板23的表面对称开设有多个插孔且插孔内活动插设有紧固插杆30，弧形测试板24的外侧开设有多个与紧固插杆30对应插接的紧固插槽31，多根紧固插杆30的外端固定连接有同一个防脱板32，定位板23的外侧固定卡接有压接在防脱板32外的U形压板33，定位板23的外侧对称固定连接有两个T形卡块34，U形压板33两个竖直部的侧壁均开设有与T形卡块34匹配卡接的T形卡槽35，U形压板33的水平部开设有多个插孔且插孔内活动插设有卡紧杆36，防脱板32的外侧开设有多个与卡紧杆36对应插接的卡紧槽37，多根卡紧杆36的外端固定连接有同一个卡紧拉板38，卡紧拉板38和U形压板33相对一侧固定连接有多个分别套设在多根卡紧杆36外的卡紧弹簧39。
一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验方法，包括如下步骤：
S1.将钢顶管等比例缩小尺寸得到试验用的模型钢顶管构件，将构件放置在两个固定圆柱10之间，启动双轴电机3，双轴电机3带动两根转动螺杆4转动，再通过转动螺杆4和支撑板5的螺纹套接作用使得支撑板5带动电动滑轨7移动，使得两个固定圆柱10相互靠近并支撑在构件的内侧；
S2.再通过注油头20向注油槽15内通入压力油，进而通过通油槽16向外顶推活塞17，活塞17通过延伸杆18带动弧形顶推板19向外移动，使得多个弧形顶推板19从内部稳定支撑钢顶管构件，能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率；
S3.通过限位螺柱28和限位螺槽29的螺纹连接实现弧形测试板24与定位板23之间的快速连接，再将紧固插杆30插接在紧固插槽31内实现对弧形测试板24的进一步固定限位，再通过T形卡块34和T形卡槽35的匹配卡接使得U形压板33压接在防脱板32的外侧实现对紧固插杆30的稳固固定，此时多根卡紧杆36对准卡紧槽37，卡紧弹簧39回拉卡紧拉板38，卡紧拉板38将卡紧杆36推进卡紧槽37内即可实现U形压板33与防脱板32之间的稳固连接，大大提高了结构稳固性且能够实现对弧形测试板24的快速拆装；
S4.再通过电动滑轨7将钢顶管构件送入安装板21的内侧，启动伸缩气缸22，伸缩气缸22推动定位板23移动，进而使得弧形测试板24压持在钢顶管构件的外侧实现对其外侧受压的挤压侧视，压力传感器25的设置能够对挤推力进行精准的确认，在需要对构件其他方位位置进行挤压测试时，旋转电机12带动主动齿轮13转动，通过主动齿轮13和从动齿轮11的啮合作用带动固定圆柱10转动，进而带动钢顶管构件转动，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确；
S5.在进行摩擦阻力测试时，调整弧形测试板24内侧不同摩擦系数的摩擦垫，旋转电机12带动主动齿轮13转动，通过主动齿轮13和从动齿轮11的啮合作用带动钢顶管构件转动，能够使得钢顶管构件与弧形测试板24相对位移摩擦，伸缩气缸22推动弧形测试板24的挤压能够调整摩擦力的大小，能够对钢顶管构件进行不同程度的摩擦力测试，测试精度高。
综上，该复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置及方法，将钢顶管等比例缩小尺寸得到试验用的模型钢顶管构件，将构件放置在两个固定圆柱10之间，启动双轴电机3，双轴电机3带动两根转动螺杆4转动，再通过转动螺杆4和支撑板5的螺纹套接作用使得支撑板5带动电动滑轨7移动，使得两个固定圆柱10相互靠近并支撑在构件的内侧；再通过注油头20向注油槽15内通入压力油，进而通过通油槽16向外顶推活塞17，活塞17通过延伸杆18带动弧形顶推板19向外移动，使得多个弧形顶推板19从内部稳定支撑钢顶管构件，能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率；通过限位螺柱28和限位螺槽29的螺纹连接实现弧形测试板24与定位板23之间的快速连接，再将紧固插杆30插接在紧固插槽31内实现对弧形测试板24的进一步固定限位，再通过T形卡块34和T形卡槽35的匹配卡接使得U形压板33压接在防脱板32的外侧实现对紧固插杆30的稳固固定，此时多根卡紧杆36对准卡紧槽37，卡紧弹簧39回拉卡紧拉板38，卡紧拉板38将卡紧杆36推进卡紧槽37内即可实现U形压板33与防脱板32之间的稳固连接，大大提高了结构稳固性且能够实现对弧形测试板24的快速拆装；再通过电动滑轨7将钢顶管构件送入安装板21的内侧，启动伸缩气缸22，伸缩气缸22推动定位板23移动，进而使得弧形测试板24压持在钢顶管构件的外侧实现对其外侧受压的挤压侧视，压力传感器25的设置能够对挤推力进行精准的确认，在需要对构件其他方位位置进行挤压测试时，旋转电机12带动主动齿轮13转动，通过主动齿轮13和从动齿轮11的啮合作用带动固定圆柱10转动，进而带动钢顶管构件转动，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确；在进行摩擦阻力测试时，调整弧形测试板24内侧不同摩擦系数的摩擦垫，旋转电机12带动主动齿轮13转动，通过主动齿轮13和从动齿轮11的啮合作用带动钢顶管构件转动，能够使得钢顶管构件与弧形测试板24相对位移摩擦，伸缩气缸22推动弧形测试板24的挤压能够调整摩擦力的大小，能够对钢顶管构件进行不同程度的摩擦力测试，测试精度高。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，包括工作台(1)，其特征在于：所述工作台(1)的下端左右对称固定连接有两个立板(2)，所述工作台(1)的下端中间位置固定设置有双轴电机(3)，所述双轴电机(3)的左右两端输出轴均固定连接有转动螺杆(4)，所述转动螺杆(4)的一端通过轴承与立板(2)的侧壁转动连接，所述转动螺杆(4)的杆壁螺纹套接有支撑板(5)，所述支撑板(5)的上端通过工作台(1)表面开设的矩形开口(6)贯穿工作台(1)的上端且固定连接有电动滑轨(7)，所述电动滑轨(7)内滑块的上端固定连接有支撑柱(8)，所述支撑柱(8)的上端固定连接有固定套环(9)，所述固定套环(9)内通过轴承转动连接有固定圆柱(10)，所述固定圆柱(10)的外壁固定套接有从动齿轮(11)，所述固定套环(9)的上端固定设置有旋转电机(12)，所述旋转电机(12)的输出轴固定连接有与从动齿轮(11)啮合的主动齿轮(13)，所述固定套环(9)的表面开设有用于主动齿轮(13)伸入的通口(14)，所述固定圆柱(10)的内部开设有横向设置的注油槽(15)，所述固定圆柱(10)的内部对称开设有多个与注油槽(15)连通的通油槽(16)，所述通油槽(16)内套设有活塞(17)，所述活塞(17)的一端固定连接有延伸杆(18)，所述延伸杆(18)的一端通过固定圆柱(10)侧壁开设的通孔伸出固定圆柱(10)外，位于同侧多根所述延伸杆(18)的外端固定连接有同一个弧形顶推板(19)，所述固定圆柱(10)的一端外侧固定连接有与注油槽(15)连通的注油头(20)；
所述工作台(1)的上端后侧固定连接有“F”形结构的安装板(21)，所述安装板(21)上下相对一侧侧壁均固定连接有多根伸缩气缸(22)，位于同侧多根所述伸缩气缸(22)的输出端固定连接有同一个定位板(23)，两个所述定位板(23)相对一侧均固定卡接有弧形测试板(24)，所述弧形测试板(24)的内侧嵌设有多个压力传感器(25)，所述弧形测试板(24)的内侧还固定设置有一层摩擦垫。
2.根据权利要求1所述的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，其特征在于：所述工作台(1)对应矩形开口(6)的内壁固定连接有多根限位滑杆(26)，所述支撑板(5)的侧壁开设有多个与限位滑杆(26)滑动套接的滑孔。
3.根据权利要求1所述的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，其特征在于：所述工作台(1)的底部四角处均固定连接有支撑腿(27)。
4.根据权利要求1所述的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，其特征在于：所述支撑柱(8)的下端和电动滑轨(7)内滑块的上端之间对称固定连接有多个加强肋板。
5.根据权利要求1所述的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，其特征在于：所述弧形测试板(24)靠近定位板(23)的一侧固定连接有限位螺柱(28)，所述定位板(23)的表面开设有与限位螺柱(28)螺纹连接的限位螺槽(29)。
6.根据权利要求1所述的一种复杂环境下钢顶管受力特性研究试验装置，其特征在于：所述定位板(23)的表面对称开设有多个插孔且插孔内活动插设有紧固插杆(30)，所述弧形测试板(24)的外侧开设有多个与紧固插杆(30)对应插接的紧固插槽(31)，多根所述紧固插杆(30)的外端固定连接有同一个防脱板(32)，所述定位板(23)的外侧固定卡接有压接在防脱板(32)外的U形压板(33)，所述定位板(23)的外侧对称固定连接有两个T形卡块(34)，所述U形压板(33)两个竖直部的侧壁均开设有与T形卡块(34)匹配卡接的T形卡槽(35)，所述U形压板(33)的水平部开设有多个插孔且插孔内活动插设有卡紧杆(36)，所述防脱板(32)的外侧开设有多个与卡紧杆(36)对应插接的卡紧槽(37)，多根所述卡紧杆(36)的外端固定连接有同一个卡紧拉板(38)，所述卡紧拉板(38)和U形压板(33)相对一侧固定连接有多个分别套设在多根卡紧杆(36)外的卡紧弹簧(39)。
7.一种基于权利要求1-6其中一项的复杂环境下钢顶管受力特性研究试验方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.将钢顶管等比例缩小尺寸得到试验用的模型钢顶管构件，将构件放置在两个固定圆柱(10)之间，启动双轴电机(3)，双轴电机(3)带动两根转动螺杆(4)转动，再通过转动螺杆(4)和支撑板(5)的螺纹套接作用使得支撑板(5)带动电动滑轨(7)移动，使得两个固定圆柱(10)相互靠近并支撑在构件的内侧；
S2.再通过注油头(20)向注油槽(15)内通入压力油，进而通过通油槽(16)向外顶推活塞(17)，活塞(17)通过延伸杆(18)带动弧形顶推板(19)向外移动，使得多个弧形顶推板(19)从内部稳定支撑钢顶管构件，能够适用于不同尺寸的钢顶管构件进行快速装持，提高了试验效率；
S3.通过限位螺柱(28)和限位螺槽(29)的螺纹连接实现弧形测试板(24)与定位板(23)之间的快速连接，再将紧固插杆(30)插接在紧固插槽(31)内实现对弧形测试板(24)的进一步固定限位，再通过T形卡块(34)和T形卡槽(35)的匹配卡接使得U形压板(33)压接在防脱板(32)的外侧实现对紧固插杆(30)的稳固固定，此时多根卡紧杆(36)对准卡紧槽(37)，卡紧弹簧(39)回拉卡紧拉板(38)，卡紧拉板(38)将卡紧杆(36)推进卡紧槽(37)内即可实现U形压板(33)与防脱板(32)之间的稳固连接，大大提高了结构稳固性且能够实现对弧形测试板(24)的快速拆装；
S4.再通过电动滑轨(7)将钢顶管构件送入安装板(21)的内侧，启动伸缩气缸(22)，伸缩气缸(22)推动定位板(23)移动，进而使得弧形测试板(24)压持在钢顶管构件的外侧实现对其外侧受压的挤压侧视，压力传感器(25)的设置能够对挤推力进行精准的确认，在需要对构件其他方位位置进行挤压测试时，旋转电机(12)带动主动齿轮(13)转动，通过主动齿轮(13)和从动齿轮(11)的啮合作用带动固定圆柱(10)转动，进而带动钢顶管构件转动，实现对钢顶管构件各个方面的挤压测试，使得测试精度更加准确；
S5.在进行摩擦阻力测试时，调整弧形测试板(24)内侧不同摩擦系数的摩擦垫，旋转电机(12)带动主动齿轮(13)转动，通过主动齿轮(13)和从动齿轮(11)的啮合作用带动钢顶管构件转动，能够使得钢顶管构件与弧形测试板(24)相对位移摩擦，伸缩气缸(22)推动弧形测试板(24)的挤压能够调整摩擦力的大小，能够对钢顶管构件进行不同程度的摩擦力测试，测试精度高。
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