[發明專利]上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202210944933.0
• 申請日: 2022-08-08
• 公開（公告）號: CN115305972A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 陳修和;王飛;沈洪波;張有桔;徐國慶;吳華;吳純保;胡倩蕓;孫東晨;劉猛
• 申請（專利權）人: 安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司;公路交通節能與環保技術及裝備交通運輸行業研發中心
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 楊來寶

1.上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，包括模型箱體、模型支護、模擬隧道結構、模擬地層和數據監測系統；

所述模型箱體為長方體框架，前、后擋板、底護板和左、右擋板與長方體框架連接組成上端開口的箱體；

所述模擬地層填充在模型框架內，所述模擬地層自下而上依次包括中風化泥質砂巖層、強風化泥質砂巖層、粉質黏土層和填筑土層，分層填筑、壓實；

所述模擬隧道結構包括兩個位于粉質黏土層平行設置的管，兩個管橫向設置，管兩端連接在模型箱體的前、后擋板上；

所述模型支護包括支護樁，支護樁由橫向護板和縱向護板組合形成網格狀，橫向護板底部深入粉質黏土層，且位于所述模擬隧道結構上方，所述縱向護板底部深入中風化泥質砂巖層內，且將兩個管分隔；

數據監測系統包括豎向拉繩式位移計、橫向的拉繩式位移計、土壓力盒和應變片；

在左右兩個管上環向安裝土壓力盒與應變片，所述土壓力盒和應變片均與數據采集器通訊連接；

所述管上連接豎向拉繩式位移計和橫向的拉繩式位移計，豎向拉繩式位移計豎向連接在底護板上，其中左側的管的橫向的拉繩式位移計橫向連接在左擋板，右側的管的橫向的拉繩式位移計橫向連接在右擋板。

2.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述中風化泥質砂巖層內材料按質量配置比為，砂∶石灰∶石膏＝7∶5∶3，水的質量為砂、石灰和石膏質量之和的10％。

3.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述強風化泥質砂巖層內材料按質量配置比為，砂∶石灰∶石膏＝8∶4∶2，水的質量為砂、石灰和石膏質量之和的8％。

4.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述粉質黏土層內材料按質量配置比為，砂∶石灰∶石膏＝9∶5∶2，水的質量為砂、石灰和石膏質量之和的12％。

5.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述填筑土層內材料按質量配置比為，砂∶石灰∶石膏＝6∶4∶3，水的質量為砂、石灰和石膏質量之和的10％。

6.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述中分化砂巖層、強風化泥質砂巖層、粉質粘土層、填筑土層厚度分別為273mm、33mm、284mm、36mm，相鄰的兩層之間均鋪設有云母粉。

7.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述模擬地層的尺寸與所述實際地層之間的幾何相似比為1/55，所述模擬地層與實際地層的時間相似比為1/7.4，所述模擬地層與實際地層的應力相似比為1/55。

8.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述強風化砂巖、粉質黏土土層內分別布置1排所述土壓力盒，每排所述土壓力盒均橫向布置，每排內相鄰的兩個所述土壓力盒之間的距離為200mm～400mm。

9.根據權利要求1所述的上覆地層開挖卸荷對既有隧道影響的模型試驗裝置，其特征在于，所述應變片環向布置在模擬管道的監測截面上，所有所述應變片的中心位于一個豎向的平面內。