[發明專利]一種隧洞襯砌結構模型試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201910386345.8
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110082218B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 劉立鵬;汪小剛;傅睿智;王玉杰;趙宇飛;段慶偉;王斌;孫興松;曹瑞瑯;皮進;張強;孫平;姜龍;林興超;冷合勤;李昌博;陳晨
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/06;G01N15/08;G01M13/00
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 潘衛鋒

1.一種隧洞襯砌結構模型試驗裝置，包括壓力艙(1)、襯砌層(2)、應力加載機構(3)和監測系統(4)，所述壓力艙(1)整體呈圓筒形，包括前艙門(11)、艙體(12)和后艙門(13)；所述襯砌層(2)安裝或澆筑于所述艙體(12)內部，襯砌層(2)筒體兩端面與艙體(12)兩端面齊平；所述應力加載機構(3)包括加載腔(31)、壓力管(32)、匯壓閥(33)和壓力水泵，所述加載腔(31)外壁與艙體(12)內壁貼合，加載腔(31)內壁與襯砌層(2)外壁貼合，所述壓力管(32)與匯壓閥(33)埋設于襯砌層(2)內部，所述匯壓閥(33)通過艙體(12)對應接頭與外部壓力水泵連接；所述監測系統(4)包括監測儀器和數據采集儀器，所述監測儀器埋設于襯砌層(2)內部，儀器線纜從艙體(12)引出后與外部數據采集儀器連接，所述前艙門(11)設有內水壓力表(111)、內腔排水閥門(112)、內密封圈(113)、外密封圈(114)、螺栓(115)、螺栓孔(116)和加強肋(117)；所述艙體(12)設有應力加載閥門外接頭(121)、應力加載閥門內接頭(122)、外腔注水加壓閥門(123)、混凝土灌注孔(124)、外腔排氣閥門(125)、外腔排水閥門(126)、外水壓力表(127)、監測儀器線纜出口(128)、底座(129)和螺栓孔(116)；所述后艙門(13)設有內腔注水加壓閥門(131)、內腔排氣閥門(132)、內密封圈(113)、外密封圈(114)、螺栓(115)、螺栓孔(116)和加強肋(117)，在所述艙體(12)內壁鋪設有長絲土工布(14)。

2.根據權利要求1所述的一種隧洞襯砌結構模型試驗裝置，其特征在于，所述監測儀器線纜出口(128)采用雙層法蘭結構，包括出口接頭(1281)、密封墊(1282)、中部法蘭板(1283)、密封膠層(1284)與頂部法蘭板(1285)，所述的中部法蘭板(1283)與頂部法蘭板(1285)在相同位置處開設有線纜導出孔(1286)，所述監測儀器的單根線纜分別穿過中部法蘭板(1283)與頂部法蘭板(1285)上的線纜導出孔(1286)，所述密封墊(1282)安裝于出口接頭(1281)與中部法蘭板(1283)之間，所述中部法蘭板(1283)與頂部法蘭板(1285)之間均勻涂抹密封膠后采用螺栓壓緊形成密封膠層(1284)。

3.根據權利要求1所述的一種隧洞襯砌結構模型試驗裝置，其特征在于，所述襯砌層(2)由素混凝土、鋼筋混凝土或環錨預應力混凝土澆筑成形，所述襯砌層(2)外壁與加載腔(31)內壁貼合，所述襯砌層(2)筒體兩端面與艙體(12)兩端面齊平；所述襯砌層(2)內壁與前艙門(11)、后艙門(13)通過內密封圈(113)進行密封形成內水加壓腔(21)；所述襯砌層(2)外壁與艙體(12)內壁、前艙門(11)、后艙門(13)通過螺栓(115)和外密封圈(114)進行密封形成外水加壓腔(22)。

4.根據權利要求1所述的一種隧洞襯砌結構模型試驗裝置，其特征在于，所述加載腔(31)由橡膠硫化而成的方形扁平囊體，在所述加載腔(31)的方形面設有前接頭(311)與后接頭(312)。

5.根據權利要求1所述的一種隧洞襯砌結構模型試驗裝置，其特征在于，所述匯壓閥(33)包括內接口(331)、閥體(332)、匯壓管(333)和外接頭(334)，所述匯壓管(333)將內接口(331)與外接頭(334)連接為一體，所述匯壓閥(33)的內接口(331)與應力加載閥門內接頭(122)連接，埋設于襯砌層(2)內部，所述加載腔(31)沿環向分片，軸向分段安裝在艙體(12)內壁，用所述壓力管(32)將環向相鄰加載腔(31)的前接頭(311)與后接頭(312)串聯后接入匯壓閥(33)的外接頭(334)，所述的壓力水泵可分別與應力加載閥門外接頭(121)、外腔注水加壓閥門(123)、內腔注水加壓閥門(131)連接。