[發明專利]一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202010953252.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111982559A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 魏綱;張書鳴;齊永潔;章麗莎;王新泉;刁紅國;徐浩;田野
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G09B25/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

1.一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，包括：

模型箱(1)；

新建隧道模型(2)，所述新建隧道模型(2)橫架在所述模型箱(1)中；

既有隧道模型(3)，所述既有隧道模型(3)橫架在所述模型箱(1)中且位于所述新建隧道模型(2)下方；

支撐臺車(28)，所述支撐臺車(28)滑動設置在所述既有隧道模型(3)中，所述支撐臺車(28)包括多節串聯的子臺車組成，所述子臺車包括多個串聯的臺車門架(18)，相連的兩個臺車門架(18)的間距與既有隧道模型(3)的管片寬度相同，每個臺車門架(18)斷面外壁固定有多個支撐輪組，每個臺車門架(18)斷面內壁固定有重量調節裝置；

動力裝置，所述動力裝置與所述支撐臺車(28)相連；

檢測裝置，所述檢測裝置安裝在所述既有隧道模型(3)的監測斷面處。

2.根據權利要求1所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述新建隧道模型包括第一內管(13)和粘貼在第一內管(13)上的環形氣囊(12)，第一內管(13)的兩端靠近模型箱(1)側壁，環形氣囊(12)通過連接的橡膠軟管(29)進行加氣以及排氣。

3.根據權利要求1所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述既有隧道模型(3)包括第二內管(13-1)和安裝在第二內管(13-1)兩端的第二端口蓋(11-1)，第二內管(13-1)內部設置道床板(21)，所述支撐臺車滑動設置在所述道床板(21)上。

4.根據權利要求3所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述第二端口蓋(11-1)設置一個引線孔(26)，模型箱(1)上設置與引線孔(26)水平的接收孔(4)，接收孔(4)內部沿環向設置橡膠套圈，動力裝置的牽引端通過接收孔(4)后與支撐臺車(28)的一端相連，支撐臺車(28)的另一端通過細線(30)穿過模型箱(1)另一側的接收孔(4)后連接重物，引線孔(26)和接收孔(4)之間通過塑料軟管(27)連接。

5.根據權利要求1所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述動力裝置包括鋼支架(6)、鋼絞線(5)和卷揚機(10)，所述卷揚機(10)固定在鋼支架(6)上，鋼絞線(5)纏繞在卷揚機(10)上，鋼絞線(5)與支撐臺車相連。

6.根據權利要求5所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述鋼絞線(5)上粘結皮尺(7)，鋼支架(6)上設有定位鋼板(8)，通過定位鋼板(8)讀取皮尺(7)的讀數。

7.根據權利要求1所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述道床板(21)上存在兩道可供支撐臺車(28)底部的支撐輪組通過的凹槽(22)。

8.根據權利要求1所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括位移計(20)、土壓力盒(14)和應變片(15)，既有隧道模型(3)底部設置位移計(20)，位移計(20)固定在位移計固定裝置內部，隧道外側的拱頂、拱底、拱腰、1/4拱腰均設置土壓力盒(14)和應變片(15)。

9.根據權利要求8所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置，其特征在于，所述位移計固定裝置包括可收縮鋼管(23)、固定螺絲(24)和底座(25)，所述可收縮鋼管(23)固定在底座(25)上，所述位移計(20)放入可收縮鋼管(23)內后，使用固定螺絲(24)固定。

10.根據權利要求1所述的一種重疊隧道內模擬支撐臺車影響作用的簡化裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)單組試驗：試驗前先通過橡膠軟管(29)對環形氣囊(12)進行加入氣體；試驗時依次通過橡膠軟管(29)排出環形氣囊(12)內的氣體，模擬盾構隧道掘進過程，通過動力裝置拉動支撐臺車(28)向右移動，利用細線(30)控制支撐臺車(28)移動的速度與位置，使支撐臺車(28)跟上方重疊新建隧道模型(2)的掘進位置與速度保持一致；根據試驗方案決定環形氣囊(12)的排氣速度，檢測裝置實時監測既有隧道模型(3)的沉降、變形和隧道周圍土壓的數據；

(2)通過重量調節裝置重新調整支撐臺車(28)的重量，進行下一組試驗。