[實(shí)用新型]一種新型復(fù)合式室內(nèi)隧道開挖模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202120284329.0
• 申請(qǐng)日: 2021-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN214040675U
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李映群;彭學(xué)軍;楊文國(guó);徐迪明;湯宇;傅鶴林;趙建斌;陳敏;鐘東;楊錫斌;段磊;凌濤;何林云;鄧皇適;陳龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司;中鐵五局集團(tuán)有限公司;中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;G01N33/24;G09B25/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙惟盛赟鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43228
• 代理人: 黃敏華

本實(shí)用新型提供了一種新型復(fù)合式室內(nèi)隧道開挖模擬裝置，屬于隧道挖掘模擬技術(shù)領(lǐng)域。包括：模型箱外壁、模型箱內(nèi)壁；分隔板，通過卡槽固定在模型箱內(nèi)壁上，用于將模型箱分為第一腔體和第二腔體，用于維持模型箱的穩(wěn)定；夾層隔板，設(shè)于模型箱外壁和模型箱內(nèi)壁之間；進(jìn)水口、細(xì)孔透水口，用于模擬滲水；建筑物模型；土壓力盒；PVC管片，用于靈活按隧道施工工序模擬隧道管片襯砌，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)M的真實(shí)性和準(zhǔn)確性；壓力測(cè)試儀，連接模型箱，用于測(cè)量壓力盒的應(yīng)力；水位管；斷面法蘭，用于模擬隧道開挖時(shí)的斷面；百分表，用于測(cè)量建筑物模型的應(yīng)力變化。本實(shí)用新型提供的裝置能夠適用于模擬盾構(gòu)隧道開挖及礦山法隧道開挖，使用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及隧道挖掘模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型復(fù)合式室內(nèi)隧道開挖模擬裝置。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，地面交通已越來越不能滿足日益增長(zhǎng)的市民日常出行需求，為緩解城市交通壓力，解決地面用地緊張等諸多問題，地下軌道交通工程在現(xiàn)代化城市建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛。由于地下軌道交通的功能，在修建過程中往往需要面臨下穿人口及建筑物密集區(qū)、城市地下管線等諸多敏感設(shè)施。為了減小在建設(shè)施工過程中對(duì)城市居民日常生活的影響，特別是確保對(duì)地表建(構(gòu))筑物的變形影響在安全范圍內(nèi)，地下管線因施工不發(fā)生較大的下沉或上浮而影響正常功能，也不致因施工誘發(fā)地表大面積沉降影響地面交通通行，需要在地下隧道施工之前預(yù)先對(duì)其進(jìn)行施工安全可行性分析，而考慮到城市地下隧道的復(fù)雜性及諸多風(fēng)險(xiǎn)源，相比于傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)理論公式及數(shù)值模擬等方法，室內(nèi)模型試驗(yàn)?zāi)芨玫臐M足對(duì)城市地下隧道施工在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)上的精確性和控制性。現(xiàn)有的室內(nèi)隧道開挖模擬裝置往往不能滿足同時(shí)分析上述問題的要求。例如：常見的盾構(gòu)隧道開挖模擬裝置通常僅將隧洞開挖成圓形而未考慮盾構(gòu)隧道實(shí)際開挖時(shí)開挖與管片襯砌協(xié)同進(jìn)行，不能很好的反映盾構(gòu)隧道開挖的真實(shí)情況，且常用的試驗(yàn)裝置往往忽略模擬開挖過程中水的滲流影響，事實(shí)上，水的滲流對(duì)地表變形會(huì)產(chǎn)生較大的影響；另一方面，常用的試驗(yàn)?zāi)M裝置往往目的單一，無法在同一實(shí)驗(yàn)裝置上作不同斷面的對(duì)比試驗(yàn)，當(dāng)遇到雙線隧道或施工復(fù)雜度高，線路中間需要變換斷面的情況時(shí)，往往不能很好的滿足試驗(yàn)要求，而做兩個(gè)模型試驗(yàn)裝置又增加了額外的費(fèi)用。因此，針對(duì)上述特殊要求，開發(fā)一種集模擬襯砌拼裝、滲流開挖與不同斷面對(duì)比分析且可重復(fù)利用的隧道開挖模擬裝置顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的盾構(gòu)隧道開挖模擬設(shè)備不能同時(shí)考慮滲流以及雙線施工的試驗(yàn)要求的缺陷，從而提供一種新型復(fù)合式室內(nèi)隧道開挖模擬裝置，可開挖不同隧道斷面，模擬開挖過程中考慮滲流影響并能真實(shí)模擬盾構(gòu)隧道施工過程且能夠測(cè)量開挖過程中土體水位以及土壓力變化的裝置。

一種新型復(fù)合式室內(nèi)隧道開挖模擬裝置，包括：

模型箱，包括模型箱外壁、模型箱內(nèi)壁，所述模型箱外壁與模型箱內(nèi)壁(2)之間形成供水層；

分隔板，通過卡槽固定在模型箱內(nèi)壁上，且與模型箱的底部垂直，用于將模型箱分為水平對(duì)置的第一腔體和第二腔體；

進(jìn)水口，設(shè)于模型箱外壁上；

細(xì)孔透水口，設(shè)于模型箱內(nèi)壁上，用于模擬滲水；

土壓力盒，設(shè)于模型箱中，用于測(cè)試所處位置的壓力；

壓力測(cè)試儀，連接模型箱，用于測(cè)量土壓力盒的應(yīng)力；

水位管，用于判斷實(shí)驗(yàn)時(shí)水位變化情況；

斷面法蘭，包括第一斷面法蘭和第二斷面法蘭，設(shè)于模型箱的邊界，用于模擬隧道開挖時(shí)的斷面。

優(yōu)選地，所述模型箱內(nèi)設(shè)有與模型箱底部平行的夾層隔板，所述夾層隔板為的矩形環(huán)，所述夾層隔板將供水層分隔為承壓供水層和潛水供水層。

優(yōu)選地，所述細(xì)孔透水口的直徑為0.3cm。

優(yōu)選地，還包括：過濾棉，設(shè)置在模型箱內(nèi)壁的內(nèi)表面，用于實(shí)現(xiàn)防止土顆粒堵塞細(xì)孔透水口。