[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向剛度測試裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811565506.1
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109443930A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王士民;魯茜茜;阮雷;王先明;蹇蘊奇
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向剛度測試裝置及方法，測試裝置包括兩個相互平行的底部支架，底部支架上安裝有固定架；底部支架間活動架設(shè)有兩個相互平行的承載橫梁，承載橫梁間鋪設(shè)有滑動板，滑動板與設(shè)置于待測管片襯砌上的滑動片配合抵接；測試方法包括將固定架和承載橫梁安裝于底部支架上，將測量機構(gòu)和滑動板安裝于承載橫梁上等。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)隧道模型試驗方法未考慮隧道結(jié)構(gòu)自重作用的問題，結(jié)構(gòu)合理、可靠性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道及地下工程試驗領(lǐng)域隧道及地下工程試驗領(lǐng)域，具體涉及一種盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向剛度測試裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著盾構(gòu)隧道的廣泛應(yīng)用，其建設(shè)過程中所遇到的地形、地貌、地質(zhì)條件及其所處周邊建構(gòu)筑環(huán)境日趨復(fù)雜，如頻繁下穿地面建構(gòu)筑物基礎(chǔ)、上軟下硬地層、江河湖海、堤壩等；建成后，由于基坑開挖、地面堆載、水位漲落、河床淤積、洪水沖淤等各種加卸載作用，均對隧道縱向受力及變形造成較大的影響，嚴重時甚至威脅隧道結(jié)構(gòu)安全。

隧道結(jié)構(gòu)作為線性結(jié)構(gòu)，其縱向剛度的確定對于研究其縱向受力及變形特性具有重要意義。盾構(gòu)隧道的襯砌結(jié)構(gòu)由管片、橫向接頭以及縱向接頭相互連接而成，根據(jù)其相鄰兩環(huán)管片的相對位置分為通縫拼裝和錯縫拼裝兩種拼裝方式，而同樣是錯縫拼裝，工程實際中卻又有多種錯縫形式，這些因素都導(dǎo)致盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)的縱向剛度難以確定。

目前，針對盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向剛度的處理方式有兩種，一種是根據(jù)管片襯砌結(jié)構(gòu)進行實體建模，計算時輸入接頭的抗彎剛度，但是由于管片襯砌結(jié)構(gòu)接頭數(shù)量過多，建模工作量巨大，計算效率低，收斂困難，而且由于管片襯砌接頭剛度并非常量，隨著結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)不斷變化，導(dǎo)致管片接頭剛度合理值的確定非常困難。

另一種方法采用等效處理的方式，即通過理論分析或者模型試驗方法獲得隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向抗彎剛度等效系數(shù)，計算時將盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)視為縱向抗彎剛度均勻體，采用縱向抗彎剛度等效系數(shù)作為輸入?yún)?shù)，分析盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)在復(fù)雜地形、地貌、地質(zhì)及環(huán)境條件下的受力及變形特性，因其概念清楚、計算簡單而被廣泛使用。

現(xiàn)有對于縱向抗彎剛度等效系數(shù)的確定方法，尚未得到普遍認同。理論研究方面以日本學(xué)者志波由紀夫提出的經(jīng)驗公式為代表，但該公式未考慮管片拼裝方式對隧道剛度的影響，所得結(jié)果較試驗結(jié)果普遍偏小；而模型試驗方面的研究成果較多，但普遍采用的試驗方法均未考慮隧道結(jié)構(gòu)自重作用對其縱向抗彎剛度的影響，由于不同試驗使用的模型材料上的差異，導(dǎo)致試驗研究成果差異較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)隧道模型試驗方法未考慮隧道結(jié)構(gòu)自重作用問題的盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向剛度測試裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

提供了一種盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)縱向剛度測試裝置及方法，其包括兩個相互平行的底部支架，底部支架上安裝有固定架；底部支架間活動架設(shè)有兩個相互平行的承載橫梁，承載橫梁上鋪設(shè)有滑動板，滑動板與設(shè)置于待測管片襯砌上的滑動片配合抵接；

一側(cè)承載橫梁的側(cè)面上安裝有橫向加載機構(gòu)，橫向加載機構(gòu)包括定滑輪與砝碼，砝碼的上端連接有與待測管片襯砌套接的絞線；另一側(cè)承載橫梁的外側(cè)活動設(shè)置有測量機構(gòu)，測量機構(gòu)包括活動架設(shè)于底部支架上的安裝橫梁，安裝橫梁上設(shè)置有若干磁力支座，磁力支座與位移計連接。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，底部支架上設(shè)置有滑行槽，滑行槽頂端開設(shè)有頂部滑槽，兩個滑行槽相對的側(cè)面上開設(shè)有側(cè)向滑槽；固定架通過底部滑軌安裝于頂部滑槽上，承接橫梁和安裝橫梁活動安裝于側(cè)向滑槽上。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，固定架上活動設(shè)置有固定夾，固定夾上安裝有若干固定彈簧。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，兩個相對固定架上相對的側(cè)面呈弧形結(jié)構(gòu)。