[實(shí)用新型]模擬臺(tái)階法隧道施工引發(fā)地表變形的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720661823.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207007091U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾理彬;翁凱文;卞蒙丹;劉耶軍;李翠鳳;王喬坎;馮韋皓;周子涵;石長(zhǎng)江;王哲;許四法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B5/30
• 分類號(hào): G01B5/30
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司33201
• 代理人: 王兵,吳紅斐

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種模擬臺(tái)階法隧道施工引發(fā)地表變形的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的臺(tái)階法隧道施工技術(shù)中，多集中在特定的工程地質(zhì)條件下的不同臺(tái)階法施工，而沒(méi)有相應(yīng)的模擬裝置，因此不能在實(shí)驗(yàn)室對(duì)臺(tái)階法隧道施工過(guò)程進(jìn)行模擬，但是臺(tái)階法隧道施工也會(huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題，因此需要提前在實(shí)驗(yàn)室模擬的施工過(guò)程，以便了解施工對(duì)地表變形的影響規(guī)律，以此能夠快速并準(zhǔn)確的估算工程地表變形情況，為后期工程的施工做參考。

發(fā)明內(nèi)容

為克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種模擬臺(tái)階法隧道施工引發(fā)地表變形的試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：

模擬臺(tái)階法隧道施工引發(fā)地表變形的試驗(yàn)裝置，包括箱體、由3組推進(jìn)模型上下對(duì)齊堆疊構(gòu)成的施工模型和檢測(cè)裝置，所述推進(jìn)模型包括推進(jìn)裝置和隧道模型；

所述箱體的頂面設(shè)有用于放入土體的開(kāi)口，所述箱體相對(duì)的兩側(cè)面分別設(shè)有可供3組推進(jìn)裝置同時(shí)貫穿的第一通孔和3組隧道模型同時(shí)貫穿的第二通孔，且第一通孔和第二通孔同軸設(shè)置；

所述隧道模型呈空心的管狀，所述推進(jìn)裝置呈實(shí)心的棒狀，且隧道模型的外徑和推進(jìn)裝置的直徑相等；推進(jìn)裝置的一端設(shè)有軸向把手，且推進(jìn)裝置的外表面上沿軸向設(shè)有刻度；

所述檢測(cè)裝置包括用于布設(shè)在土體頂面的若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)包括一個(gè)用于固定在土體頂面的螺栓，箱體頂部的開(kāi)口處架設(shè)有橫梁，所述橫梁的下表面上對(duì)應(yīng)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別設(shè)有一個(gè)用于測(cè)量土體塌陷情況的千分表，且千分表的測(cè)頭向下垂直延伸并貼緊螺栓的頂面。

進(jìn)一步，所述推進(jìn)裝置為圓柱體狀的木棒。

進(jìn)一步，所述隧道模型為PE管。

進(jìn)一步，所述箱體由鋼化玻璃板組成。

進(jìn)一步，第一通孔和第二通孔分別位于箱體兩側(cè)面的中間處，且第一通孔和第二通孔之間的距離與隧道模型的長(zhǎng)度和推進(jìn)裝置的長(zhǎng)度相等。

采用本實(shí)用新型所述的模擬臺(tái)階法隧道施工引發(fā)地表變形的試驗(yàn)裝置實(shí)施的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟1，向箱體內(nèi)填充預(yù)定量的土體并壓實(shí)，以使土體的頂面平整，且使通孔底部的切線位于土體的頂面所在的平面上；

步驟2，向箱體內(nèi)的土體上依次放入下、中、上3個(gè)推進(jìn)裝置，并使上、中、下3個(gè)推進(jìn)裝置上下堆疊對(duì)齊，且3個(gè)推進(jìn)裝置的一端位于箱體上的第二通孔處，另一端的3個(gè)把手經(jīng)第一通孔外露于箱體；

步驟3，向箱體內(nèi)繼續(xù)填充預(yù)定量的土體并壓實(shí)；

步驟4，在土體頂面上預(yù)定位置處布置測(cè)量點(diǎn)，并安裝螺栓；

步驟5，在箱體的開(kāi)口處架設(shè)橫梁，安裝千分表，并確保千分表的測(cè)頭向下垂直延伸并貼緊螺栓的頂面；

步驟6，正向臺(tái)階法：

步驟6.1，握住一組推進(jìn)模型的把手，按一定抽出速度自箱體的第一通孔向箱體外抽出一定長(zhǎng)度的推進(jìn)裝置，間隔預(yù)定停頓時(shí)長(zhǎng)后，從箱體的第二通孔內(nèi)沿軸向插入對(duì)應(yīng)的隧道模型至觸碰到推進(jìn)裝置；同時(shí)在抽出推進(jìn)裝置的過(guò)程中，按預(yù)定時(shí)間間隔記錄千分表9的讀數(shù)；

按照上、中、下的順序依次對(duì)三個(gè)施工模型進(jìn)行上述操作；

步驟6.2，自隧道模型觸碰到推進(jìn)裝置后，繼續(xù)按步驟6.1中的抽出速度向箱體1外抽出相同長(zhǎng)度的推進(jìn)裝置，間隔與步驟6.1相同的停頓時(shí)長(zhǎng)后，再將隧道模型向箱體內(nèi)推進(jìn)至與推進(jìn)裝置接觸；同時(shí)在抽出推進(jìn)裝置的過(guò)程中，按預(yù)定時(shí)間間隔記錄千分表9的讀數(shù)；

按照上、中、下的順序依次對(duì)三個(gè)施工模型進(jìn)行上述操作；

步驟6.3，重復(fù)步驟6.2，直至推進(jìn)裝置與箱體完全脫離，且隧道模型完全位于箱體內(nèi)，以模擬正向臺(tái)階法隧道施工；同時(shí)在抽出推進(jìn)裝置的過(guò)程中，按預(yù)定時(shí)間間隔記錄千分表的讀數(shù)；

步驟7，以與步驟6不同的抽出速度、不同的推進(jìn)裝置抽出長(zhǎng)度和不同的停頓時(shí)長(zhǎng)重復(fù)步驟6并記錄；

步驟8，取出箱體內(nèi)的土體和隧道模型，并重復(fù)步驟1～步驟5；

步驟9，逆向臺(tái)階法：

按照下、中、上的次序?qū)θ齻€(gè)施工模型實(shí)施步驟6、步驟7；

步驟10，根據(jù)步驟6和步驟7中得到的各次試驗(yàn)的抽出速度信息、抽出長(zhǎng)度信息、停頓時(shí)長(zhǎng)信息和千分表讀數(shù)據(jù)信息，繪制正向臺(tái)階法對(duì)應(yīng)的各次試驗(yàn)中每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的試驗(yàn)時(shí)間-變形量曲線和每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在各次試驗(yàn)中的最終變形量曲線；同理，根據(jù)步驟9中得到的各次試驗(yàn)的抽出速度信息、抽出長(zhǎng)度信息、停頓時(shí)長(zhǎng)信息和千分表讀數(shù)據(jù)信息，繪制逆向臺(tái)階法對(duì)應(yīng)的各次試驗(yàn)中每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的試驗(yàn)時(shí)間-變形量曲線和每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在各次試驗(yàn)中的最終變形量曲線，模擬不同施工參數(shù)與地表變形之間的確切關(guān)系，并找出臺(tái)階法隧道施工引發(fā)的土體變形量規(guī)律。