[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于測(cè)試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410304328.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104155127A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇文革;凌昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M99/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 成都信博專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道模型試驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及膨脹土隧道相關(guān)模型試驗(yàn)方面。

背景技術(shù)

隨著高速公路和高速鐵路的發(fā)展，越來(lái)越多的隧道穿越了復(fù)雜地質(zhì)地層，結(jié)構(gòu)內(nèi)力急需得到驗(yàn)證，手段往往是通過(guò)大量的模型試驗(yàn)進(jìn)行分析和驗(yàn)證，得出相關(guān)規(guī)律。模型試驗(yàn)的制作往往都是采用石膏襯砌模型，效率低，易毀壞，一次試驗(yàn)要多個(gè)模型，每個(gè)模型之間還有差異，造成了資本、工時(shí)的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是在解決膨脹土隧道圍巖支護(hù)阻力特征曲線應(yīng)用上，盡量采用同一模型，間接模擬襯砌可變剛度，既減少了試驗(yàn)過(guò)程中材料浪費(fèi)，又增加了試驗(yàn)精度。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。

一種用于測(cè)試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置，用于可伸縮性間接模擬隧道襯砌的可變剛度模擬實(shí)驗(yàn)以模型襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及圍巖-支護(hù)特征曲線。由鋁合金材料的上弧片1和下弧片2卷合構(gòu)成試驗(yàn)筒體；上弧片1和下弧片2的邊沿設(shè)置有U形槽3，兩個(gè)弧片通過(guò)U形槽采用螺栓等間距可移動(dòng)聯(lián)接；所述上弧片1和下弧片2具有被模擬的實(shí)際隧道的橫斷邊緣曲線。

在測(cè)試時(shí)。筒體中部環(huán)向內(nèi)、外層上布置應(yīng)變片和壓力盒。

采用本發(fā)明裝置，可根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描繪圍巖支護(hù)特征曲線，具體可以獲得以下的優(yōu)點(diǎn)：

(1)使制作襯砌模型簡(jiǎn)單易行。

(2)節(jié)約材料及試驗(yàn)成本，精度及可靠性較高。

(3)可多次進(jìn)行各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的模型試驗(yàn)，對(duì)同類(lèi)型相似的隧道可反復(fù)使用。

附圖說(shuō)明

圖1為圍巖支護(hù)特征曲線.

圖2為本發(fā)明裝置的外觀圖。

圖3為本發(fā)明裝置在試樣箱中使用狀態(tài)的橫截剖視圖。

圖4為圖3的A-A剖面圖。

圖5為圖2的A部局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，為試驗(yàn)所測(cè)得的圍巖支護(hù)阻力-位移特征曲線。

本裝置(鋁合金隧道襯砌)的外觀如圖2，結(jié)合圖5可看到，由鋁合金材料的上弧片1和下弧片2卷合構(gòu)成試驗(yàn)筒體；上弧片1和下弧片2的邊沿設(shè)置有U形槽3，兩個(gè)弧片通過(guò)U形槽采用螺栓等間距可移動(dòng)聯(lián)接；所述上弧片1和下弧片2具有被模擬的實(shí)際隧道的橫斷邊緣曲線。

可縮式鋁合金隧道襯砌模型測(cè)試技術(shù)，通過(guò)襯砌的可伸縮性間接模擬隧道可變剛度，可實(shí)現(xiàn)測(cè)圍巖-支護(hù)特征曲線，包含如下的制造和使用步驟：

1)根據(jù)剛度需求選擇合適厚度的鋁合金材料，并根據(jù)所研究隧道斷面形式及比例尺大小，選擇截面周長(zhǎng)長(zhǎng)度和軸向長(zhǎng)度；

2)根據(jù)所研究隧道形狀，沿隧道跨度方向把鋁合金襯砌分成上下兩部分，分別卷成對(duì)應(yīng)形式和大小；

3)利用線切割技術(shù)，在鋁合金縱向長(zhǎng)度兩側(cè)每5cm對(duì)應(yīng)位置切割滑槽，并配備螺栓，滑槽長(zhǎng)度根據(jù)試驗(yàn)要求可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度；

4)上下襯砌模型卡好后，擰緊固定螺栓進(jìn)行初步加載測(cè)試，實(shí)現(xiàn)在松動(dòng)螺栓情況下襯砌可自由上下伸縮，擰緊后，襯砌形狀固定；

5)根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)力測(cè)試需求，在鋁合金襯砌模型中部環(huán)向內(nèi)、外層上布置應(yīng)變片和壓力盒，連接導(dǎo)線和應(yīng)變儀；

6)把鋁合金襯砌模型放置在整體模型試驗(yàn)箱內(nèi)，進(jìn)行試驗(yàn)，按照分級(jí)釋放襯砌徑向位移，得到一系列測(cè)試數(shù)據(jù)。

本發(fā)明裝置鋁合金薄板襯砌模型能夠模擬多種復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道襯砌受力測(cè)試，為隧道模型試驗(yàn)提供了比較廣闊的前景。