[實用新型]隧道襯砌模型及模擬隧道縱向效應(yīng)的試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820968502.7
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN208537543U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志強;代超龍;孫飛;張洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 成都高遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 曾克;李曉英

本實用新型涉及隧道襯砌模型及模擬隧道縱向效應(yīng)的試驗裝置，該隧道襯砌模型包括初期支護和二次襯砌，二次襯砌縱向分為至少兩個二次襯砌節(jié)段，相鄰兩個二次襯砌節(jié)段由T型的環(huán)形橡膠帶和卡箍連接；初期支護由pvc軟板卷制而成，初期支護接頭處采用企口搭接并粘結(jié)。本實用新型將二次襯砌分節(jié)段設(shè)計，節(jié)段間采用T型環(huán)形帶和卡箍進行連接，既能保證二次襯砌節(jié)段間的連接及約束作用，又可以模擬二次襯砌節(jié)段間在變形縫處的傳力機制，更好的模擬隧道結(jié)構(gòu)在實際工程當中的真實狀態(tài)，更好的反映隧道結(jié)構(gòu)在縱向上的力學特性和變形特性，為實際隧道的抗縱向變形設(shè)置提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保證隧道長期的穩(wěn)定性和安全性，從而更好的保證生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及隧道工程試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道襯砌模型以及包括該隧道襯砌模型的模擬隧道縱向效應(yīng)的試驗裝置。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，尤其是交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展的迫切需要，長大隧道越來越多，隧道所穿越的工程地質(zhì)環(huán)境也越來越復(fù)雜，長大隧道作為特長線性結(jié)構(gòu),其縱向剛度較小,對于外部荷載的變化較為敏感，由于下臥土層分布的不均勻性、隧道周圍荷載的變化、列車荷載以及土體的固結(jié)流變等因素影響下，在隧道長期運營過程中,隧道的縱向沉降尤其是縱向不均勻沉降的問題逐漸凸現(xiàn)，縱向變形對隧道結(jié)構(gòu)非常不利，當隧道存在過量的變形量或者縱向曲率達到一定的量值時，將會導(dǎo)致隧道初期支護破壞或二次襯砌變形縫張開過大而引起漏水漏泥；當隧道縱向不均勻沉降量過大時，將會造成軌道產(chǎn)生縱向偏差和高低差，影響列車運營時的舒適性和安全性。當軌道的縱向偏差和高低差超過標準時，道床開裂、軌道與車輪之間的磨損加重，導(dǎo)致日常維護和保養(yǎng)任務(wù)加重，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此隧道產(chǎn)生的縱向不均勻變形是隧道工程中不可忽視的問題。

傳統(tǒng)的室內(nèi)模型試驗一方面將二次襯砌結(jié)構(gòu)在縱向上視為一個均質(zhì)整體，考慮為平面應(yīng)變問題，另一方面雖然將二次襯砌進行了分段處理，但二次襯砌分段后段與段之間采用相似材料澆筑的剛性連接，無法準確有效的體現(xiàn)隧道在縱向上的剛度變化及變形縫處相鄰二次襯砌節(jié)段的傳力作用，對于短隧道或隧道下臥土層均勻堅硬的情況下模型試驗，變形縫處引起的縱向剛度變化對縱向變形及縱向不均勻變形影響較小，此法具有一定適應(yīng)性，而對于長大隧道、下臥層不均勻等情況下，縱向變形及縱向不均勻變形敏感性強，傳統(tǒng)方法則無法模擬出襯砌結(jié)構(gòu)在縱向上的力學特性及變形特性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在提供隧道襯砌模型及模擬隧道縱向效應(yīng)的試驗裝置，該模型能更好地模擬隧道結(jié)構(gòu)在實際工程當中的真實狀態(tài)，更好地反映隧道結(jié)構(gòu)在縱向上的力學特性和變形特性。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

隧道襯砌模型，包括初期支護和二次襯砌，所述二次襯砌縱向分為至少兩個二次襯砌節(jié)段，相鄰兩個二次襯砌節(jié)段由環(huán)形帶連接。

進一步的，環(huán)形帶的截面形狀為T型，環(huán)形帶的腹板位于相鄰兩個二次襯砌節(jié)段之間，環(huán)形帶的翼緣包裹住相鄰兩個二次襯砌節(jié)段。

優(yōu)選地，環(huán)形帶的翼緣由兩個卡箍分別箍在其中一個二次襯砌節(jié)段上。

其中，初期支護與二次襯砌之間有填充材料。

其中，環(huán)形帶材質(zhì)為橡膠。

進一步的，二次襯砌節(jié)段由石膏、硅藻土為主料混合澆筑而成。

進一步的，初期支護的材質(zhì)為pvc。

優(yōu)選地，初期支護由pvc軟板卷制而成，初期支護接頭處采用企口搭接并粘結(jié)。

模擬隧道縱向效應(yīng)的試驗裝置，除了包括上述隧道襯砌模型外，還包括模型試驗箱和多個矩陣布置的垂直加載裝置，模型試驗箱頂部開口，模型試驗箱相對的兩側(cè)板上分別設(shè)有一個隧道洞口，所述隧道襯砌模型的兩端分別放置在其中一個隧道洞口上，模型試驗箱內(nèi)填有土體。

進一步的，垂直加載裝置的底部安裝有壓板。