[發明專利]一種測量振動荷載下隧底變形的模型試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110315068.9
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113188429B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 薛翊國;姜旭東;公惠民;劉海艇;陳洪;王立川;楊帆;侯守江;潘建平
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種測量振動荷載下隧底變形的模型試驗裝置，其特征在于，包括箱體、位移量傳導模塊和測量模塊；

所述位移量傳導模塊包括墊片和傳導件，墊片的一端與傳導件連接，傳導件另一端與測量模塊連接；所述墊片設置于箱體內一層面且隨層面變形產生位移；

所述測量模塊包括測量工具，通過測量工具對傳導件進行測量獲取墊片所處層面產生的變形量；

還包括傳力模塊，所述傳力模塊包括傳力架，所述傳力架一端安裝于墊片所處層面上方，另一端與施力裝置連接；

所述傳力架包括依次連接的底板、空心圓管和頂板，所述底板位于墊片所處層面的上方，通過對頂板施加換算振動載荷，將載荷通過空心圓管傳遞至底板。

2.如權利要求1所述的模型試驗裝置，其特征在于，所述箱體內位于模擬隧道上方區域設有預留孔道，用于安裝空心圓管；所述預留孔道由待填料及夯實完成后抽出預埋PVC管形成，傳導件穿過空心圓管進行設置。

3.如權利要求2所述的模型試驗裝置，其特征在于，所述傳導件與空心圓管內徑間應留有一定的壁間距離，以消除傳導件和空心圓管之間的摩擦對變形測量的影響。

4.如權利要求1所述的模型試驗裝置，其特征在于，所述測量工具包括但不限于百分表、千分表、位移傳感器和測距傳感器。

5.如權利要求1所述的模型試驗裝置，其特征在于，所述箱體內填充相似材料且開挖模擬隧道；在模擬隧道底部鋪設模擬列車軌道板，用于將上部的振動荷載傳遞至隧底地層；模擬列車軌道板設有軌道板圓孔，以供傳導件穿過。

6.如權利要求1所述的模型試驗裝置，其特征在于，所述傳導件為預埋鋼絲，所述墊片為預埋鋼墊片；所述預埋鋼墊片與預埋鋼絲綁扎相連，在需要測量變形的位置預埋進模型箱。

7.一種如權利要求1-6任一項所述的測量振動荷載下隧底變形的模型試驗裝置的安裝方法，其特征在于，包括：

確定相似材料配比后，將相似材料填入箱體中并夯實；

在填料及夯實過程中，將預埋PVC管、預埋鋼墊片和預埋鋼絲設置于相應位置，其中預埋鋼絲穿過預埋PVC管進行設置；

待填料及夯實完成后，抽出預埋PVC管，在相似材料中形成預留孔道；隨后按照設計的開挖輪廓線進行模擬隧道的開挖；

模擬隧道開挖完成之后，在模擬隧道底部鋪設模擬列車軌道板，用于將上部的振動荷載傳遞至隧底地層，模擬列車軌道板鉆有圓孔，以供預埋鋼絲穿過；

傳力模塊的傳力架穿過預留孔道進行安裝，測量模塊的百分表安裝在箱體頂部能夠與預埋鋼絲配合。

8.一種如權利要求1-6任一項所述的測量振動荷載下隧底變形的模型試驗裝置的工作方法，其特征在于，包括：

施力裝置對傳力架施加換算振動載荷，傳力架對墊片所處層面上方施加振動載荷，模擬列車振動使得箱體內層面產生變形，墊片進而隨層面變形產生位移；

測量模塊通過位移量傳導模塊的傳導件進行測量獲取墊片所處層面產生的變形量。