[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于多場(chǎng)耦合下沉管隧道結(jié)構(gòu)變形模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110761680.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113340639A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程亮;丁浩;陳俊濤;陳建忠;郭鴻雁;李科;胡學(xué)兵;夏詩(shī)畫(huà);楊孟;王方
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M99/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M99/00;G01M10/00;G09B25/04
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 李弱萱

本發(fā)明屬于土木工程實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種用于多場(chǎng)耦合下沉管隧道結(jié)構(gòu)變形模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管節(jié)模型、設(shè)置在管節(jié)模型下方的沉降系統(tǒng)、設(shè)置在管節(jié)模型兩側(cè)的橫向加載系統(tǒng)、布置在管節(jié)模型上的回填材料，以及布置在回填材料上方的造波系統(tǒng)，所述造波系統(tǒng)用于模擬流場(chǎng)環(huán)境。本發(fā)明綜合考慮地基沉降、回淤、波浪、海流因素，能夠開(kāi)展波流場(chǎng)的作用、沉降的作用、回淤的作用、橫向剪切的作用等方面的模型試驗(yàn)，研究沉管隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)、接頭結(jié)構(gòu)、止水帶應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及破壞模式等內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種用于多場(chǎng)耦合下沉管隧道結(jié)構(gòu)變形模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

面對(duì)建設(shè)環(huán)境條件越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的跨江越海隧道修建工法已經(jīng)難以滿(mǎn)足要求，已經(jīng)成為制約工程能否上馬的核心關(guān)鍵技術(shù)。近年來(lái)，沉管隧道建設(shè)工法逐漸成為跨江越海交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的主要工法，相繼建成了港珠澳大橋沉管隧道工程、寧波甬江沉管隧道工程、南昌紅河沉管隧道工程等一批重大工程。沉管隧道建設(shè)在海床或河床底部，運(yùn)營(yíng)期間將受到海/河水流動(dòng)荷載、波浪荷載、地基沉降、回淤層等環(huán)境荷載作用，并因此導(dǎo)致沉管隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，直至沉管隧道結(jié)構(gòu)破壞。因此，開(kāi)展沉管隧道在外部環(huán)境荷載耦合作用下結(jié)構(gòu)變形特征研究對(duì)于保障沉管隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全十分必要。

相似模型試驗(yàn)是研究土木工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要手段。對(duì)于沉管隧道結(jié)構(gòu)的變形問(wèn)題，當(dāng)前通常采用懸浮隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，而懸浮隧道結(jié)構(gòu)不與海床(河床)直接接觸，不用考慮海床(河床)沉降對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響；而沉管隧道結(jié)構(gòu)安裝在海床(河床)之上，海床(河床)沉降將是影響沉管隧道結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵因素，同時(shí)在波流作用下海底(河底)淤積體將回於至沉管隧道結(jié)構(gòu)之上，因此造成沉管隧道將受到海/河水流動(dòng)荷載、波浪荷載、地基沉降、回淤層等環(huán)境荷載耦合作用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于多場(chǎng)耦合下沉管隧道結(jié)構(gòu)變形模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，提供綜合考慮地基沉降、回淤、波浪、海流因素，能夠開(kāi)展波流場(chǎng)的作用、沉降的作用、回淤的作用、橫向剪切的作用等方面的模型試驗(yàn)系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于多場(chǎng)耦合下沉管隧道結(jié)構(gòu)變形模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管節(jié)模型、設(shè)置在管節(jié)模型下方的沉降系統(tǒng)、設(shè)置在管節(jié)模型兩側(cè)的橫向加載系統(tǒng)、，布置在管節(jié)模型上的回填材料，以及布置在回填材料上方的造波系統(tǒng)，所述造波系統(tǒng)用于模擬流場(chǎng)環(huán)境。

可選的，還包括用于裝載管節(jié)模型的試驗(yàn)平臺(tái)，所述試驗(yàn)平臺(tái)包括底座以及設(shè)置在底座兩側(cè)的側(cè)板；所述沉降系統(tǒng)安裝在底座上；所述橫向加載系統(tǒng)安裝在側(cè)板上。

可選的，所述沉降系統(tǒng)為安裝在底座上的多組豎直移動(dòng)油缸。

可選的，所述橫向加載系統(tǒng)為相對(duì)安裝在側(cè)板上的多組水平移動(dòng)油缸。

可選的，所述側(cè)板外側(cè)還設(shè)有加強(qiáng)筋。

可選的，還包括支架，所述支架包括若干個(gè)單體，每個(gè)單體包括四邊形框架以及設(shè)置在框架底部用于連接沉降系統(tǒng)的法蘭。

可選的，所述四邊形框架上設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向和/或?qū)挾确较虿贾玫募訌?qiáng)桿。

可選的，所述支架的四角設(shè)有與所述沉降系統(tǒng)相配合的導(dǎo)向伸縮桿。

可選的，所述管節(jié)模型包括至少兩節(jié)相互拼接的節(jié)段。

可選的，所述造波系統(tǒng)采用多臺(tái)獨(dú)立控制的造波器，沿相交方向造波。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明由造波系統(tǒng)、回填材料模擬系統(tǒng)、管節(jié)模型、沉降系統(tǒng)等組成，綜合考慮地基沉降、回淤、波浪、海流因素，能夠開(kāi)展波流場(chǎng)的作用、沉降的作用、回淤的作用、橫向剪切的作用等方面的模型試驗(yàn)，試驗(yàn)比尺最大可以達(dá)到1:10，該平臺(tái)具有拆卸、安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在不使用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)拆除。