[發(fā)明專利]隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010797140.1
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111999471B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 蔡海兵;洪榮寶;程樺;姚直書;榮傳新
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N25/20
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

1.隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：采用隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗裝置進行模擬地層融沉固結的試驗，所述試驗裝置包括離心組件、模型組件、數(shù)據(jù)采集組件；

所述模型組件包括模型箱體、隧道基土、隧道模型、多個凍結管，所述隧道模型、所述隧道基土、所述模型箱體從內至外依次設置，多個所述凍結管均勻分布在所述隧道模型外部，與所述隧道模型平行設置，位于所述隧道基土中；

所述數(shù)據(jù)采集組件包括測試元件，所述測試元件與所述模型箱體連接；

所述離心組件包括離心機與甩臂，所述模型組件設置在所述甩臂的一側；

所述模型組件還包括減少土體邊界效應的聚四氟乙烯膜，所述聚四氟乙烯膜設置在所述模型箱體與所述隧道基土之間；

所述隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法包括以下步驟：

S1：確定幾何相準則，預制模型箱體、隧道模型、凍結管；

S2：拼裝模型箱體，鋪設聚四氟乙烯膜，分層填筑隧道基土，振搗壓實；

S3：安裝凍結管，鉆孔并打入凍結管；

S4：埋設溫度傳感器、位移傳感器和壓力傳感器，并將導線從傳感器安裝套中引出，穿過傳感器線纜與數(shù)據(jù)存儲設備連接；

S5：安裝各凍結管，對土體進行靜態(tài)凍結，形成設計厚度的凍結壁；

S6：在隧道基土中開挖隧道，并安裝隧道模型；

S7：將模型箱體安裝在離心機一側；

S8：將位移傳感器和壓力傳感器置零，運行離心機至預定離心加速度，進行凍結壁自然解凍；

S9：實時監(jiān)測溫度信息、位移信息、壓力信息；

S10：拆卸試驗設備；

S11：改變離心加速度，重復步驟S3～S10；

S12：處理實驗數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集組件還包括傳感器線纜與控制處理模塊，所述測試元件通過所述傳感器線纜與所述控制處理模塊電連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：所述測試元件包括位移傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器與安裝套，所述安裝套與所述模型箱體連接，所述位移傳感器、所述溫度傳感器、所述壓力傳感器均與所述安裝套連接，并與所述傳感器線纜的一端電連接。

4.根據(jù)權利要求3所述的隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：所述位移傳感器、所述溫度傳感器、所述壓力傳感器的數(shù)量均為多個，多個所述位移傳感器、所述溫度傳感器、所述壓力傳感器均均勻分布在所述隧道模型外部的所述隧道基土中。

5.根據(jù)權利要求4所述的隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：所述凍結管包括供液管、回液管、三通接頭，所述供液管的一端設置在所述回液管的內部，所述回液管的內徑大于所述供液管的外徑，所述三通接頭的第一直接端與所述回液管的開口端連接，第二直接端與所述供液管連接，所述供液管的進液口設置在所述三通接頭的外部。

6.根據(jù)權利要求5所述的隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：所述凍結管還包括硅膠楔子，所述硅膠楔子套設在所述供液管上，位于所述供液管與所述第二直接端之間。

7.根據(jù)權利要求6所述的隧道凍結壁自然解凍期地層融沉離心模型試驗方法，其特征在于：所述凍結管還包括套筒式膨脹螺絲與兩個對孔螺栓，所述套筒式膨脹螺絲設置在所述供液管與外界冷媒介質輸送管對接處，通過順時針旋緊所述對孔螺栓壓縮所述套筒式膨脹螺絲口徑。