[發(fā)明專利]測(cè)量重疊隧道土拱效應(yīng)的活動(dòng)門裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010193579.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN111366706A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 封坤;有智慧;蒲東均;李坤哲;陳健;張冀;徐凱;楊仁杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué);廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24;G01N3/08;G01L5/00;G01B11/24;G01B11/16
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;徐麗娜

1.一種測(cè)量重疊隧道土拱效應(yīng)的活動(dòng)門裝置，其特征在于，包括箱體、活動(dòng)門、隧道模型和三維掃描儀，其中，

所述活動(dòng)門水平設(shè)置在所述箱體內(nèi)，所述活動(dòng)門上設(shè)置有若干土壓力盒，所述活動(dòng)門的上表面和所述箱體圍成的空間用于容納土體，所述隧道模型設(shè)置在所述土體內(nèi)；

所述活動(dòng)門能夠移動(dòng)；

所述活動(dòng)門的移動(dòng)能夠使所述土體塌落，所述土壓力盒能夠測(cè)量所述土體豎向的土壓力；

所述三維掃描儀設(shè)置在所述箱體內(nèi)并位于所述活動(dòng)門的下面，所述三維掃描儀能夠測(cè)量所述土體形成土拱效應(yīng)的拱軸線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

所述箱體包括有前板、后板、左板和右板，所述前板、所述左板、所述后板和所述右板依次連接形成上下開口的立方體結(jié)構(gòu)；

優(yōu)選地，所述活動(dòng)門包括有兩塊隔板，兩塊所述隔板并排置于所述箱體內(nèi)，兩塊所述隔板均能夠移動(dòng)；

優(yōu)選地，每塊所述隔板的上表面設(shè)置有21個(gè)所述土壓力盒。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

兩塊所述隔板的前后兩端均設(shè)置有滑動(dòng)裝置，所述滑動(dòng)裝置位于所述隔板的下表面；

所述滑動(dòng)裝置包括滑軌、滑輪和連軸，所述滑軌與所述隔板連接，所述前板的內(nèi)側(cè)壁和所述后板的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)置有多個(gè)連軸，每個(gè)所述連軸上均套設(shè)有滑輪，所述滑輪與所述連軸之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述滑輪與所述滑軌接觸，所述滑軌能夠在所述滑輪上移動(dòng)，進(jìn)而使兩塊所述隔板能夠發(fā)生相對(duì)位移。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

所述左板和所述右板均設(shè)置有開口，所述開口分別與兩塊所述隔板的一側(cè)相對(duì)應(yīng)，一塊所述隔板的部分或者全部能夠由所述左板的開口移出所述箱體；另一塊所述隔板的部分或者全部能夠由所述右板的開口移出所述箱體。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

所述滑輪上套設(shè)有橡膠圈；

所述滑輪內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸承套接在所述連軸上；

優(yōu)選地，每個(gè)所述滑動(dòng)裝置設(shè)置有大于等于5個(gè)所述滑輪。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

所述箱體材質(zhì)為有機(jī)玻璃，

優(yōu)選地，所述箱體材質(zhì)為亞克力板；

優(yōu)選地，所述活動(dòng)門的材質(zhì)為亞克力板。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

在所述隔板上的所述滑軌沿所述隔板的寬度方向設(shè)置，所述隔板上的兩個(gè)所述滑軌位于同一高度的平面上；

所述滑軌通過螺栓固定在所述隔板的底部。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)門裝置，其特征在于，

所述箱體的長度L1為1m，所述箱體的寬度L2為0.8m，所述箱體的高度H1為1.3m；所述活動(dòng)門與所述箱體底部的垂直距離H2為0.3m，兩塊所述隔板的長度均為所述箱體長度的一半、寬度均與所述箱體的寬度相等、厚度H3均為0.03m。

9.利用權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的活動(dòng)門裝置進(jìn)行試驗(yàn)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將活動(dòng)門裝置置于水平平整的地面，將兩塊隔板并攏中間不留有空隙；

2)向箱體內(nèi)分層填充土體并將隧道模型埋設(shè)在土體內(nèi)；

3)待土體呈現(xiàn)出土拱效應(yīng)后，記錄每個(gè)土壓力盒的讀數(shù)；

4)分別拉動(dòng)兩塊隔板的把手，使兩塊隔板分別向箱體的左右兩側(cè)移動(dòng)，進(jìn)而增加兩塊隔板之間的距離，待箱體中的部分土體由兩塊隔板之間塌落并保持穩(wěn)定后，記錄每個(gè)土壓力盒的讀數(shù)，打開三維掃描儀，對(duì)土體形成土拱效應(yīng)的拱軸線進(jìn)行精確測(cè)量；

5)將三維掃描儀測(cè)量的拱軸線導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，通過拱軸線以及土壓力盒的讀數(shù)分析箱體內(nèi)重疊隧道模型所在空間的土拱效應(yīng)規(guī)律。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，

在所述步驟4)和所述步驟5)之間還包含有以下步驟：

再次分別拉動(dòng)兩塊隔板的把手，緩緩分開兩塊隔板，土體再次塌落，等待土體塌落完成后，記錄下此時(shí)不同位置處土壓力盒的讀數(shù)，并用三維掃描儀掃描新形成的土拱拱軸線，完成二次“土拱效應(yīng)”的模擬；

優(yōu)選地在所述步驟2)中，分層填充土體時(shí)，所述土體分三層進(jìn)行填充，相鄰兩層所述土體的填充間隔時(shí)間為1h以上，箱體填充完成后靜置一天；

優(yōu)選地，在所述步驟2)中，僅對(duì)隧道模型所在空間進(jìn)行土體填充。