[實用新型]一種模擬不同受力條件下隧道管環受力變形的實驗裝置

有效

• 申請號: 201822136811.0
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN209400324U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 梁榮柱;康成;吳文兵;方宇翔;張莉;楊松;霍利朋;萬江
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

本實用新型提供一種模擬不同受力條件下隧道管環受力變形的實驗裝置，包括管環、能夠對管環進行側向加載和豎向加載的加載裝置和與管環連接的數據測量系統，每一管環為主要由多個管片依次首尾連接組成的圓環形，同一管環中相鄰的兩管片之間的接縫為縱縫；數據測量系統包括等角度的固定于管環內、外側的多組應變片對和均勻的設于管環的內側分別用于測量管片徑向位移和縱縫張開度的多個LVDT位移傳感器，應變片對和LVDT位移傳感器連接數據采集儀器，接數據采集儀器連接計算機以將其從應變片對和LVDT位移傳感器中采集的數據傳至計算機進行處理從而能夠模擬管環在不同受力條件下的形變與破壞規律。

技術領域

本實用新型涉及建筑領域，尤其涉及一種模擬不同受力條件下隧道管環受力變形的實驗裝置。

背景技術

當前，我國正處在城市軌道交通建設的高峰時期，根據國家“十三五”規劃，在未來五年時間里，全國新建軌道交通里程將達到3000公里。由于城市軌道線路周邊極具商業價值，沿線的地下空間開發利用受到了越來越廣泛的關注，隨著大規模地鐵線路的建成與運營，緊鄰地鐵線路的深開挖工程將變得不可避免，且會越來越多。

緊鄰深開挖或基坑開挖施工往往伴隨著強烈的環境效應，將對鄰近隧道結構產生不利的影響，由此產生的工程事故案例也越來越多，比如2009年由于基坑開挖導致臺北一盾構隧道管環最大水平位移達到50mm，開挖影響區內管環豎向和水平向收斂變形均超過30mm，過大的地層變形導致地鐵停運。2011-12年緊靠寧波地鐵1號線某區間盾構隧道一側大面積基坑開挖導致左線盾構隧道發生超過30mm水平位移，管環局部破損嚴重，引發局部嚴重滲水。并且類似工程案例有逐年上升的趨勢。根據上海地鐵隧道經驗，每11起盾構隧道結構人為破壞的案例中，就有3起是由于深開挖所導致。而地鐵沿線的深開挖工程使隧道周圍水土壓力產生變化，導致管環的變形破壞是威脅地鐵盾構隧道服役性能及結構安全的主要風險來源之一。

深開挖下水土接觸壓力是影響管環的承載性能的主要外部作用，而現有研究對在深開挖水土壓力下管環的承載特性認識非常缺乏，管環的受力變形的薄弱環節認識不清楚，因而無法有針對性對管環進行加固處理。因此，有必要進一步揭示深開挖水土壓力下管環的變形、受力與破壞規律，為類似工況下的管環加固設計提供理論支持。

在已知深開挖下管環外表面水土壓力分布模型后，探索管環在此不同受力的基礎上的變形發展演化規律尤為重要，有必要提供一種模擬不同受力條件下隧道管環受力變形的實驗裝置與實驗方法。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的實施例提供了一種模擬不同受力條件下隧道管環受力變形的實驗裝置，能夠模擬管環在不同受力條件下的形變與破壞規律等，從而為類似工況下的管環加固設計提供理論支持。

本實用新型的實施例提供一種模擬不同受力條件下隧道管環受力變形的實驗裝置，包括管環、能夠對所述管環進行側向加載和豎向加載的加載裝置和與所述管環連接的數據測量系統，每一所述管環包括多個依次首尾連接的管片，這些管片組成圓環形，同一所述管環中相鄰的兩所述管片之間的接縫為縱縫；所述數據測量系統包括等角度的固定于所述管環內、外側的多組應變片對和均勻的設于所述管環的內側分別用于測量所述管片徑向位移和縱縫張開度的多個LVDT位移傳感器，所述應變片對和LVDT位移傳感器連接數據采集儀器，所述接數據采集儀器連接計算機以將其從所述應變片對和LVDT位移傳感器中采集的數據傳至計算機進行處理。

進一步地，所述管環具有三個，三個所述管環沿縱向拼接形成一個圓管，且相鄰的兩所述管環中的縱縫相互錯位，位于中間的所述管環為加載環，所述加載裝置與所述加載環連接以對其施加荷載。

進一步地，構成每一所述管環的管片的數量為n個，n為大于0的整數，所述管環的內側壁具有n個所述縱縫，每一所述管片為弧形結構，同一所述管環中相鄰兩所述管片通過弧形螺栓相互連接，且每一所述管片采用混凝土材料制作，每一所述弧形螺栓采用金屬加工而成。