[發明專利]一種用于室內模型試驗的隧道結構變形量測及固定裝置

有效

• 申請號: 202210414715.6
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114705154B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 張東明;華雨杉;黃宏偉;初巍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01B21/02;F16M13/02
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本申請屬于多傳感器量測及固定技術領域，具體涉及一種用于室內模型試驗的隧道結構變形量測及固定裝置。該裝置應用于半結構隧道模型，包括導軌、隧道縱向變形量測設備、隧道斷面結構變形量測設備。本申請的裝置在滿足傳感器固定的穩定性的同時實現傳感器的滑動與可拆卸、自由組裝，盡可能地較少占用隧道內部空間，同時可以實現典型斷面變形隨時間的連續變化數據，以及隧道整體沉降變形曲線的量測。

技術領域

本申請屬于多傳感器量測及固定技術領域，具體涉及一種用于室內模型試驗的隧道結構變形量測及固定裝置。

背景技術

隧道施工與運營過程中存在結構變形問題，一旦變形達到一定限值將危及施工及運營安全，因此對于其變形影響因素、控制措施的研究極為重要。模型試驗通過對原型隧道進行一定相似比例換算，進行小型、可重復的試驗分析原型隧道結構及受力規律。隧道結構為縱向長度遠大于橫向直徑，縮尺后隧道模型內部空間狹小，且內部情況不可視，難以進行內部操作。考慮隧道斷面為對稱結構，在隧道開挖等問題研究逐漸采用半結構隧道模型。半結構隧道模型中為量測不同斷面水平及豎向變形情況，目前多采用位移傳感器進行數據采集，但由于隧道內空間狹小，內部可能存在開挖設備等其他裝置，存在傳感器難以合理固定問題。

目前針對模型試驗傳感器固定裝置主要有以下解決方案：

專利號為202110993220.9的中國專利公開了一種用于雙傳感器連接的組合固定裝置，屬于雙傳感器連接技術領域，包括外殼與兩個傳感器本體，外殼包括上殼體與下殼體，且上殼體通過連接組件與下殼體可拆卸連接，外殼上開設有若干安裝孔和凹槽，實現傳感器的固定與拆卸。

專利202110337060.2公開了一種隧道模型變形測量用微型位移傳感器固定裝置，括固定支架、傳感器、和傳感器固定底盤，微型傳感器與傳感器固定底盤表面采用環氧樹脂粘結，固定支架與模型箱采用環氧樹脂粘結，固定支架與傳感器之間設置有卡扣進行移動與固定。

隧道在施工和長期運營過程中由于地層條件復雜、鄰近施工擾動等因素容易產生水平收斂及縱向不均勻沉降病害，反映在模型試驗中即需采集模擬工況下隧道不同斷面變形數據及隧道縱向沉降變形曲線，現有技術對于內徑狹小的隧道模型適用性不強，由于固定裝置復雜、占用空間較大，不適于半結構模型試驗的可視化和操作便捷性，且難以獲得隧道縱向差異沉降量，需要一種適用于半結構模型不同斷面變形數據量測的易于移動拆卸、體積小、穩定性好的多傳感器固定裝置，實現典型斷面變形隨時間的連續變化，以及隧道整體沉降曲線的量測。

發明內容

本申請提出一種用于室內模型試驗的隧道結構變形量測及固定裝置，目的在于提供一種用于多傳感器連接的組合固定裝置，可用于隧道模型不同位置的水平收斂及豎向變形數據量測，以及隧道縱向通長沉降位移曲線的量測。

本申請在進行半結構隧道模型箱試驗時，將傳感器通過固定支架、導軌等與箱體連接，保持傳感器的穩定，適用于隧道不同斷面結構變形數據的獲取及隧道縱向整體變形曲線的量測。

本申請技術方案如下：

一種用于室內模型試驗的隧道結構變形量測及固定裝置，應用于半結構隧道模型，其特征在于，包括導軌、隧道縱向變形量測設備、隧道斷面結構變形量測設備；

所述半結構隧道模型包括模型箱1和隧道14；模型箱1右側設有半圓形的缺口，隧道14架設于該缺口將模型箱1右側壁分為上、下兩部分；

所述導軌包括上導軌3和下導軌4，分別固定于模型箱1右側壁上部和下部；

所述隧道縱向變形量測設備包括測距儀11、測距儀固定夾板15、測距儀支架9、測距儀支架底板16和滑塊10；測距儀支架底板16固定于滑塊10上，滑塊10可以沿下導軌滑動；測距儀11采用兩塊測距儀固定夾板15固定于測距儀支架9，測距儀支架9與測距儀支架底板16及滑塊10連接；