[發明專利]一種模擬環形隧道胎式襯砌支護結構受力的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810145901.8
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108344640B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉杰;蘭俊;燕波;高素芳;高進;張羅送;王飛;陽菲;黎照;孫濤;蔣旭
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發明提供一種模擬環形隧道胎式襯砌支護結構受力的裝置及方法，它包括矩形反力框架，所述矩形反力框架的內部設置有千斤頂，所述千斤頂的底座與矩形反力框架的內側壁相接觸，其活塞桿的頂部通過傳力裝置與半圓形輪廓模具相接觸，所述半圓形輪廓模具共有兩個，對稱焊接固定在矩形反力框架的內部，所述半圓形輪廓模具的內壁上緊貼設置有胎式襯砌。采用此裝置和方法，可以定量的模擬出隧道襯砌實際受力變形情況，為隧道襯砌支護工程提供理論依據。

技術領域

本發明屬于隧道工程技術領域，具體涉及一種模擬環形隧道胎式襯砌支護結構受力的裝置及方法。

背景技術

目前，測量襯砌變形位移的方法有：實際工程中，在隧道開挖后利用螺旋測微器測量隧道斷面上幾條測線的長度與設計長度對比計算變形量；實驗室中，采用在模型箱上先后標定隧道的輪廓，通過對比前后隧道輪廓進而計算變形量。以上所采用的測量方法均有一定的不足，測量位置難以精確保證，人為測量誤差客觀存在，往往不能測得實際情況下隧道襯砌的真實變形，所測數據很難有較高的說服力。

發明內容

本發明的目的是提供一種模擬環形隧道胎式襯砌支護結構受力的裝置及方法，采用此裝置和方法，可以定量的模擬出隧道襯砌實際受力變形情況，為隧道襯砌支護工程提供理論依據。

為了實現上述的技術特征，本發明的目的是這樣實現的：一種模擬環形隧道胎式襯砌支護結構受力的裝置，它包括矩形反力框架，所述矩形反力框架的內部設置有千斤頂，所述千斤頂的底座與矩形反力框架的內側壁相接觸，其活塞桿的頂部通過傳力裝置與半圓形輪廓模具相接觸，所述半圓形輪廓模具共有兩個，對稱焊接固定在矩形反力框架的內部，所述半圓形輪廓模具的內壁上緊貼設置有胎式襯砌。

所述胎式襯砌的內部均布安裝有多個位移計，在胎式襯砌上連接有充氣管，所述充氣管上安裝有自動卸壓閥和數顯氣壓表。

所述矩形反力框架采用鋼板焊接而成。

所述傳力裝置包括兩塊滑動鋼板，在滑動鋼板端面上設置有多個凸點，所述凸點之間定位安裝有多根彈簧。

所述矩形反力框架沿其兩內側長邊設置滑條，所述滑條與設置在滑動鋼板兩側的滑槽構成滑動配合，并對其限位。

所述胎式襯砌內部可填充流體。

所述彈簧包括多種不同的規格，其位置、數量和長度均可調節。

所述自動卸壓閥包括螺母套，所述螺母套的一端設置有進氣口，所述進氣口與胎式襯砌的胎體連接，在螺母套的側壁上加工有出氣口；所述螺母套內部靠近進氣口的一端設置有止塞球，所述止塞球通過限位彈簧封堵進氣口，所述限位彈簧通過安裝在螺母套尾部的螺栓限位固定。

所述位移計的數量為四個，上下左右各一個，并測量試驗過程中胎式襯砌的徑向變形位移。

一項所述模擬環形隧道胎式襯砌支護結構受力裝置的試驗方法，其特征在于，它包括以下步驟：

Step1：胎式襯砌的制備，胎體制作材料經過多次調整由普通PVC改成硅橡膠制作；

Step 2：將自動卸壓閥和數顯氣壓表與胎式襯砌的胎體連接為一個整體，并將密閉胎體內充入氣體；

Step 3：制作半圓形輪廓模具作為襯砌拱圈，采用鋼板，將其卷兩個拱圈；

Step 4：粘貼應變片，將制作好的襯砌拱圈表面打磨并用酒精擦拭干凈，粘貼應變片，用錫焊將應變片引線與導線焊接，涂上封閉膠水，并用絕緣膠布包扎后，最后進行應變片電阻測量，以檢測應變片的粘貼效果，并與應變采集儀連接讀取各監測點應變值；

Step 5：組裝傳力裝置，試驗前根據試驗需要選用合適的彈簧規格及數量，利用鋼板處的凸點將兩塊滑動鋼板進行連接組裝；