[實用新型]一種可視化管片-土體位移模擬裝置

有效

• 申請號: 202222900722.5
• 申請日: 2022-11-02
• 公開（公告）號: CN218726518U
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 杜昌言;靳軍偉;孟祥瑞;歷朋林;李明宇;袁鵬;李春林;苗孔杰;白坤;李海振;李高春;楊青林;王超
• 申請（專利權）人: 中鐵十四局集團大盾構工程有限公司;鄭州大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01M99/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 于超

本實用新型要解決的技術問題是提供一種可視化管片?土體位移模擬裝置，能夠縮尺寸還原管片在土地內位移過程，來模擬土體位移的變化，具有結構簡單、操作方便的特點，其包括模型箱、豎向載荷加載裝置、推拉裝置、導軌和管片，所述導軌上設有兩條平行的導槽，所述管片為半圓拱形結構，所述管片的左右兩底端滑動配合在兩條導槽上；所述模型箱由前后左右四塊側板拼裝而成，所述側板為透明材質；當容腔填充土體后，所述模型箱的頂部配合有活動的頂板，所述頂板上設有注水口，所述豎向載荷加載裝置通過頂板對土體施加豎向載荷；所述推拉裝置連接所述管片的前端。

技術領域

本實用新型涉及盾構試驗模擬技術領域，具體涉及一種可視化管片-土體位移模擬裝置。

背景技術

盾構法修建隧道在我國地鐵建設中應用越來越廣泛，上海、廣州、深圳、南京等城市的地鐵建設都大量使用了盾構。雖然我國引進盾構施工技術已有20多年的歷史，但盾構施工技術整體水平不高，而且各地地質條件、水文條件等差異較大，施工過程中出現不少問題，其中隧道管片位移過大（一般是水平橫向位移）是一個比較普遍的問題。如深圳、廣州、南京等地在盾構施工過程中已多次出現隧道管片發生較大位移事件，由于管片發生位移時會帶動周圍土體移動，部分造成隧道侵陷，嚴重者不得不通過地鐵整體線路的調線調坡來解決，造成很大的經濟損失。

近些年，隨著計算機軟、硬件的不斷升級，計算機的智能化更顯突出，自動化模擬控制技術已經廣泛應用于許多領域，如公開號CN114910282A公開的一種高水壓盾構隧道壁后注漿及管片上浮模型試驗裝置與方法，實現高水壓盾構隧道壁后注漿可視化與管片上浮一體化模型試驗，獲得高水壓、復雜軟弱地層環境多工況下盾構隧道及地層多物理場響應規律，能縮尺寸還原高水壓水下盾構隧道壁后注漿充填工程，通過實時反饋軟弱地層多物理場獲得盾構掘進過程管片上浮規律與隧道縱向變形機制。然而，相關的室內模型試驗忽視了管片位移對土體的位移程度，因此，如何研究管片位移引起土體位移的規律成為亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種可視化管片-土體位移模擬裝置，能夠縮尺寸還原管片在土地內位移過程，來模擬土體位移的變化，具有結構簡單、操作方便的特點。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種可視化管片-土體位移模擬裝置，包括模型箱、豎向載荷加載裝置、推拉裝置、導軌和管片，

所述導軌上設有兩條平行的導槽，所述管片為半圓拱形結構，所述管片的左右兩底端滑動配合在兩條導槽上；

所述模型箱由前后左右四塊側板拼裝而成，所述側板為透明材質；所述模型箱的前后側板的下部設有與所述管片的外表面相吻合的半圓拱形的缺口，所述模型箱的左右兩側板外表面分別固定有PIV板；

所述模型箱通過缺口與所述管片的外表面配合組裝，所述模型箱的左右兩側固定在導軌上；所述模型箱與管片的外表面形成用于填充土體的容腔，當容腔填充土體后，所述模型箱的頂部配合有活動的頂板，所述頂板上設有注水口，所述豎向載荷加載裝置通過頂板對土體施加豎向載荷；

所述推拉裝置連接所述管片的前端。

進一步的，所述側板為透明高強樹脂材質，所述PIV板粘貼在所述模型箱的側板上。

進一步的，所述推拉裝置設有推拉桿，所述管片的前端面預留有與所述推拉桿配合連接的接口。

進一步的，所述推拉桿上焊接有連接片，所述連接片留有光孔，所述連接片通過螺栓配合光孔固定連接所述管片的前端面。

進一步的，所述接口內設置有拉力傳感器。

進一步的，所述管片的外表面安裝有薄膜壓力傳感器。

本實用新型與現有技術相比所取得的有益效果如下：