[發明專利]一種隧道模型箱試驗系統

在審

• 申請號: 202211063141.9
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115389242A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 農興中;劉健美;易詩軒;雷振宇;史海歐;翟利華;徐文田
• 申請（專利權）人: 廣州地鐵設計研究院股份有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 黃詩彬

1.一種隧道模型箱試驗系統，其特征在于，包括模型箱、隧道模型裝置、動力小車模型、移動動力加載裝置、反力調節裝置、激振裝置以及數據測量采集裝置；

所述模型箱填充有原型土；

所述隧道模型裝置包括地鐵隧道模型、道床模型、枕軌模型、鋼軌模型和既有隧道模型，所述地鐵隧道模型為管道結構并呈縱向貫穿所述模型箱的前后端面，所述道床模型、枕軌模型和鋼軌模型自下而上依次鋪設在所述地鐵隧道模型的底部，所述動力小車模型可移動地設置在所述鋼軌模型上；所述既有隧道模型為管道結構并呈橫向貫穿所述模型箱的左右端面；

所述移動動力加載裝置包括伺服控制器、伺服電機和絲桿螺母副，所述伺服控制器與所述伺服電機電連接并用于控制所述伺服電機的轉速；所述伺服電機的動力輸出端通過所述絲桿螺母副與所述動力小車模型連接，并能驅動所述動力小車模型在所述鋼軌模型上縱向移動；

所述反力調節裝置包括反力調節控制器、機械臂、調節桿和安裝座，所述反力調節控制器與所述機械臂電連接并用于控制機械臂末端的空間位置，所述安裝座固定在所述動力小車模型的頂部且能隨所述動力小車模型一起縱向移動，所述調節桿呈縱向貫穿所述模型箱的前后端面，所述機械臂設有兩個且分別設置于所述模型箱的前后兩側，兩個所述機械臂的末端分別與所述調節桿的兩端連接，所述安裝座與所述調節桿滑動連接；

所述激振裝置包括激振器和振動力控制器，所述激振器設有多個且沿縱向均布在所述動力小車模型內，所述激振器的安裝端固定在所述安裝座上，所述激振器的激振端能對所述動力小車模型的底板施加振動力，所述振動力控制器與所述激振器無線通信連接并用于控制所述激振器的振動力；

所述數據測量采集裝置包括加速度傳感器、位移傳感器、應變片、土壓力盒傳感器、數據采集儀器和數據處理終端；所述加速度傳感器、位移傳感器、應變片和土壓力盒傳感器分別與所述數據采集儀器的數據輸入端電連接，所述數據采集儀器的數據輸出端與所述數據處理終端電連接。

2.根據權利要求1所述的隧道模型箱試驗系統，其特征在于，所述地鐵隧道模型為由多個環形管體拼接形成的管道結構；所述既有隧道模型為由多個環形管體拼接形成的管道結構。

3.根據權利要求2所述的隧道模型箱試驗系統，其特征在于，所述加速度傳感器設有多個，且部分布置于所述地鐵隧道模型的外表面和其附近的所述原型土中，以及，部分布置于所述既有隧道模型的外表面和其附近的所述原型土中；所述位移傳感器設有多個，且部分布置于所述地鐵隧道模型中相鄰的兩個所述環形管體之間的連接部位，以及部分布置于所述既有隧道模型中相鄰的兩個所述環形管體之間的連接部位；所述應變片設有多個，且部分布置于所述地鐵隧道模型的外表面和內表面，以及部分布置于所述既有隧道模型的外表面和內表面；所述土壓力盒傳感器設有多個，且部分布置于所述地鐵隧道模型的外表面和其附近的所述原型土中，以及，部分布置于所述既有隧道模型的外表面和其附近的所述原型土中。

4.根據權利要求2所述的隧道模型箱試驗系統，其特征在于，所述地鐵隧道模型中相鄰的兩個所述環形管體之間通過不銹鋼棒配合植筋膠進行錯縫拼接；所述既有隧道模型中相鄰的兩個所述環形管體之間通過不銹鋼棒配合植筋膠進行錯縫拼接。

5.根據權利要求1所述的隧道模型箱試驗系統，其特征在于，所述模型箱由有機玻璃板和金屬邊框組成，其四周為有機玻璃板，頂部敞開；所述有機玻璃板和所述金屬邊框之間的連接部位均設有膠條。

6.根據權利要求1所述的隧道模型箱試驗系統，其特征在于，位于前后兩側的所述有機玻璃板上設有與所述地鐵隧道模型的兩端端口連接的第一洞口，在所述第一洞口的上側或下側位置上設有多個第一引線槽口；位于左右兩側的所述有機玻璃板上設有與所述既有隧道模型的兩端端口連接的第二洞口，在所述第二洞口的上側或下側位置上設有多個第二引線槽口。

7.根據權利要求6所述的隧道模型箱試驗系統，其特征在于，所述第一洞口與所述地鐵隧道模型的端口之間以及所述第二洞口與所述既有隧道模型的端口之間均通過邊界模擬連接件連接，所述邊界模擬連接件包括多個金屬塊和多個彈簧，多個所述金屬塊沿縱向間隔布置，所述彈簧連接在相鄰的兩個所述金屬塊之間。