[發明專利]一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 201911119187.6
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110763183A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 魏綱;齊永潔;蔣吉清;劉亞宇;李志遠;劉立源;趙得乾麟;張書鳴
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;E21D9/06;G09B25/04
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 應孔月

1.一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，包括模型箱，模型箱內部設置有上下布置的地層損失模擬裝置和既有隧道模型；所述既有隧道模型包括管體和安裝在管體兩端的端口蓋，管體內部設置道床板、基準梁、封閉集水槽，基準梁的兩端穿過管體的兩端的端口蓋后固定在模型箱上；封閉集水槽布置在道床板上，每個封閉集水槽單獨連接一根輸水管，輸水管引出模型箱后由供水裝置對封閉集水槽進行注水；所述既有隧道模型上設置監測斷面，監測斷面處設置檢測裝置。

2.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述新建隧道模型由外管和嵌套在外管內的內管組成，內管的內端固定在模型箱側壁，外管的外端穿過模型箱一側的接收孔后連接牽引裝置。

3.根據權利要求1或2所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括位移計、土壓力盒和應變片，既有隧道模型內部兩側拱腰和拱頂位置均設置位移計，位移計固定在基準梁上，外部的兩側拱腰、拱頂和拱底位置均設置土壓力盒，拱底位置設置應變片。

4.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述供水裝置包括依次設置水泵、閥門、流量計和輸水管連接器。

5.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述模型箱正面采用鋼化玻璃并標有刻度，其他面采用鋼板焊接。

6.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述管體的兩端由端口蓋密封，一端的端口蓋上設置引線孔和塑料軟管，兩端的端口蓋均設置一個供基準梁穿過的小孔，小孔內部沿環向設置橡膠套圈。

7.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述集水槽對稱布置在道床板中心兩側，每一個集水槽為封閉的盒狀結構，頂部設置可拆卸蓋板，每一個集水槽一一對應一根輸水管，進行單獨的編號。

8.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述基準梁的長度可調節，兩端通過可拆卸的方式固定在模型箱側壁上。

9.根據權利要求1所述的一種模擬既有隧道內集中堆載的模型試驗裝置，其特征在于，所述快速泄沙口位于模型箱后立面，利用后立面鋼板開設矩形開孔，并安裝活動門。

10.一種如權利要求3所述的模擬既有隧道內集中堆載模型試驗裝置的試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)在既有隧道模型以下范圍的模型箱中裝入細沙，充分壓實，按照試驗的角度調整既有隧道模型；

(2)再將外部的細沙均勻填入模型箱中，直至細沙填至指定高度，將位移計、土壓力盒和應變片連接對應儀器；

(3)開啟牽引裝置，將外管抽出，在掘進過程中根據試驗方案決定注水的時間、注水的位置及注入的水量，位移計、土壓力盒和應變片實時監測既有隧道模型的位移、環向土壓力及彎矩變化數據；

(4)處理既有隧道模型所受土壓力、彎矩及位移量的試驗數據，繪制相關曲線。