[實用新型]模擬盾構近接地下結構物微擾動施工的模型試驗裝置

有效

• 申請號: 202121011653.1
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN216110731U
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 種記鑫;張錕;王欽山;薛海儒;劉毅;徐前衛;賀翔;周峰;崔越榜
• 申請（專利權）人: 濟南軌道交通集團有限公司;同濟大學;中鐵十局集團第一工程有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/08;E21D9/093;E21D9/00;E21D9/12;E21D11/10;E21D11/38;E21F17/18;G01N33/24;E02D33/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種模擬盾構近接地下結構物微擾動施工的模型試驗裝置，其特征在于，包括土箱模塊、樁基模塊、隧道模塊、盾構掘進模塊、推進控制模塊、注漿控制模塊、渣土改良模塊、地下水位控制模塊、地壓加載模塊、數據采集模塊和控制器(60)，所述控制器(60)與盾構掘進模塊、推進控制模塊、注漿控制模塊、渣土改良模塊、地下水位控制模塊和地壓加載模塊通信連接；

所述土箱模塊包括土箱本體，土箱本體中裝有土體，樁基模塊和隧道模塊埋設在土體內，土箱本體上設有開挖孔，盾構掘進模塊通過開挖孔伸入土箱本體內并對土體進行切削，所述推進控制模塊用于帶動盾構掘進模塊靠近或遠離土箱本體；

所述注漿控制模塊用于向盾構掘進模塊與土體之間的間隙注入漿液，所述渣土改良模塊用于向盾構掘進模塊注入渣土改良劑，所述地下水位控制模塊用于調節土箱本體內的地下水位高度，所述地壓加載模塊設置在土箱本體的內壁，用于調節土體的壓力；

所述數據采集模塊包括數據采集終端(61)和傳感器單元，所述數據采集終端(61)與傳感器單元、盾構掘進模塊、推進控制模塊、注漿控制模塊、渣土改良模塊、地下水位控制模塊和地壓加載模塊通信連接；

所述傳感器單元包括：設置在土箱本體上方的激光掃描儀(10)、設置在土體上表面的地表位移計(14)、設置在土體中的壓力盒(15)、設置在樁基模塊上的第一應變片(13)、設置在隧道模塊上的第二應變片(17)、設置在盾構掘進模塊內的壓力傳感器(30)和設置在盾構掘進模塊內的扭矩傳感器(34)。

2.根據權利要求1所述的模擬盾構近接地下結構物微擾動施工的模型試驗裝置，其特征在于，所述土箱本體包括底板(1)、前側板、后側板、左側板和右側板，前側板和后側板為鋼化玻璃板(2)，底板、左側板和右側板為金屬板(3)，開挖孔設置在前側板上，所述開挖孔上設有止水環(22)。

3.根據權利要求2所述的模擬盾構近接地下結構物微擾動施工的模型試驗裝置，其特征在于，所述土箱還包括支撐底座(4)和支撐框架，所述支撐框架固定在支撐底座(4)上，土箱本體設于支撐底座(4)上方的支撐框架內，所述支撐框架包括立桿(5)、橫桿(6)、橫撐(7)和軌道架(9)，所述立桿(5)垂直設置在底座(4)上，橫桿(6)和橫撐(7)用于連接所述立桿(5)，橫桿(6)平行于前側板和后側板，橫撐(7)平行于左側板和右側板，所述軌道架(9)通過橫撐(7)固定在土箱本體的上方，激光掃描儀(10)沿所述軌道架(9)運動。

4.根據權利要求1所述的模擬盾構近接地下結構物微擾動施工的模型試驗裝置，其特征在于，所述樁基模塊包括筏板(11)和樁身(12)，所述樁身(12)上設置有多個第一應變片(13)；所述隧道模塊為圓柱形管道(16)，圓柱形管道(16)上設有多個第二應變片(17)。

5.根據權利要求1所述的模擬盾構近接地下結構物微擾動施工的模型試驗裝置，其特征在于，所述盾構掘進模塊包括刀盤(26)、盾構圓筒(41)、刀盤驅動主軸(28)、刀盤驅動機構和螺旋出土機構，刀盤(26)位于盾構圓筒(41)的一端，所述刀盤驅動機構通過刀盤驅動主軸(28)帶動所述刀盤(26)旋轉以切削土體，所述盾構圓筒(41)靠近刀盤(26)一端的直徑大于遠離刀盤(26)的一端的直徑，盾構圓筒(41)的外殼上設有注漿管(27)和渣土改良劑入口(31)，所述注漿管(27)敷設在盾構圓筒(41)的外殼上，注漿控制模塊通過注漿管(27)向盾構圓筒(41)的外殼與土體之間的環形間隙注入漿液，渣土改良模塊通過渣土改良劑入口(31)向盾構圓筒(41)內注入渣土改良劑。