[實用新型]一種模擬盾構隧道施工的試驗裝置

有效

• 申請號: 201820015225.8
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN207730761U
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 袁威;劉陜南
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 馬云

本實用新型公開了一種模擬盾構隧道施工的試驗裝置，包括模型箱，模型箱內裝有模擬土體，模擬土體的表面設有建筑物模型，建筑物模型的底部周圍分布有若干位移傳感器，模擬土體內部設有樁基模型和盾構隧道模型，樁基模型豎直設于建筑物模型的底部，樁基模型上分布有若干應變片，盾構隧道模型包括管狀的隧道襯砌模型，隧道襯砌模型的外部設有環狀橡膠袋，隧道襯砌模型和環狀橡膠袋均分別設有注漿孔，注漿孔分別連接有排注裝置。本實用新型提供的試驗裝置，能夠模擬盾構隧道開挖和注漿過程對鄰近建筑的位移影響及其樁基的變形影響,可為實際施工提供有價值的參考依據，以減少實際施工風險。

技術領域

本實用新型是涉及一種模擬盾構隧道施工的試驗裝置，屬于隧道工程技術領域。

背景技術

隨著城市化進程的加快，地面空間越來越擁擠，發展城市地下交通已經是大勢所趨。盾構隧道施工法憑借著其隱蔽性好、機動性高等優點在城市隧道工程中得到了廣泛應用，城市隧道不僅包括地鐵隧道，還包括城市大動脈的公路隧道(例如：上海的大連路隧道、虹梅南路隧道、以及正在修建的北橫通道等)。由于城市隧道多在繁華的市區修建，因此需要側穿或者下穿多個大型建筑樁基，盾構的直徑往往也多達十幾米以上，會導致較大的地層損失和土層擾動，同時盾構隧道管片拼裝完后，為了填充盾尾間隙、保持管片的穩定，需要在盾尾進行同步注漿，而較大的注漿壓力同樣也會對周邊鄰近建筑及其基礎產生影響，稍有不慎會導致樁基偏移、建筑地表沉降等危害，因此當盾構隧道穿越密集的建筑群等敏感地帶時，對地表建筑和建筑的樁基的變形控制要求極為嚴格。

如果通過開發模擬盾構隧道施工的試驗裝置，以在室內模擬出盾構隧道開挖造成的地層損失和土體擾動以及盾構外壁注漿對地表建筑物及其樁基的變形影響，為現場施工提供數據參考依據，則可以有效減少現場施工的危險。目前關于盾構隧道施工對鄰近建筑及其樁基影響的研究方法通常為數值模擬方法，多為使用有限元軟件建模來模擬，不僅參數難以獲取，且建模計算復雜，而室內模型試驗則能夠避免這些困難，并且有著較強的說服力。雖然中國專利CN201310539782.1中公開了一種盾構隧道注漿施工對鄰近樁基影響的室內模型試驗裝置，但是該室內模型試驗裝置是通過模擬不同注漿率條件下，注漿施工對鄰近樁基以及土體表面的影響，僅僅能夠模擬注漿對樁基的影響，沒有考慮到盾構的開挖即土體卸去造成的地層損失和對地層的擾動造成地層應力的重新分布，也沒有考慮到樁基上的荷載，即建筑物本身的荷載，不能準確模擬樁基的受力狀態，無法考慮到擾動對樁基可能造成失穩，對實際工程的參考價值有限。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種模擬盾構隧道施工的試驗裝置，以模擬研究大直徑盾構隧道施工對鄰近建筑及其樁基的影響，為實際工程提供全面有價值的參考信息，避免風險發生。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種模擬盾構隧道施工的試驗裝置，包括模型箱，所述模型箱內裝有模擬土體，所述模擬土體的表面設有建筑物模型，所述建筑物模型的底部周圍分布有若干位移傳感器，所述模擬土體內部設有樁基模型和盾構隧道模型，所述樁基模型豎直設于建筑物模型的底部，所述樁基模型上分布有若干應變片，所述盾構隧道模型設于樁基模型的鄰近區域且與樁基模型垂直，所述盾構隧道模型包括管狀的隧道襯砌模型，所述隧道襯砌模型的外部設有環狀橡膠袋，所述隧道襯砌模型和環狀橡膠袋均分別設有注漿孔，所述注漿孔分別連接有排注裝置。

作為優選方案，所述模型箱的內側壁設有刻度。

作為優選方案，所述模擬土體為分層放置的原狀土。

作為優選方案，所述盾構隧道模型的正上方位于模擬土體的地表部分設有位移傳感器。

作為優選方案，所述樁基模型有多個，均勻分布于建筑物模型的底部。

作為優選方案，若干應變片自上而下均勻分布于樁基模型的外壁上。