【技术实现步骤摘要】
模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置
本专利技术属于城市地下工程防灾减灾和地面沉降地质灾害
,尤其是涉及一种模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置。
技术介绍
近年来,我国高速铁路建设和城市地铁建设迅猛发展,运营里程均具世界第一,特别是长三角地区的上海、杭州、南京和珠三角地区的广州、深圳等特大城市均属于软土地区,而这些城市生产力最发达,经济增长最强劲,人口最密集,密集建筑群分布最多,高速铁路和城市地铁在运营过程中受列车振动荷载引起的地基土振陷、隧道建设期地基土未完成的固结变形、隧道邻近范围的密集建(构)筑物、隧道所处地层水位变化等因素的影响,不可避免地会导致地面长期沉降,引发隧道渗漏水、隧道裂缝及损坏、危及邻近建(构)筑物、桩基和地下管线,对城市生命线工程的安全运营构成重大威胁。现有地面长期沉降模型试验研究,主要针对地铁建设过程中引起的工后短期沉降,没有考虑地铁运营期车辆振动对地面长期沉降的影响,也没有考虑地面城市高密集建筑群的影响,对岩溶地层的地铁运营荷载对地面长期沉降的影响研究较少,特别是考虑高速铁路循环振动荷载和地铁运营车辆循环振动荷载耦合作用对地面长期沉降的相关模型实验研究极少。因此,如何定量化对城市高密集区运营期高铁和地铁耦合振动荷载下诱发的地面长期沉降进行研究,关系到地铁运营安全和高铁运营安全,也关系到城市高密集区人民的生命财产安全,对遏制群死群伤重大事故有重要意义,能为城市工程防灾减灾和防治地面沉降灾害提供理论依据。中国专利CN104390629B一种确定地铁运营列车动荷载与隧道长期沉降的方法,实现步骤:第一步 ...
【技术保护点】
1.一种模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置,其特征在于:包括模型箱、地层系统、隧道系统、高铁路基系统、激振系统、传感系统、地面密集建筑群、高速旋转系统、溶洞系统;地层系统布设在模型箱的内部;溶洞系统和隧道系统布设在地层系统内部;高铁路基系统和地面密集建筑群布设在地层系统上方;高速旋转系统布设在模型箱的下方,用以使模型箱内的若干土层高速旋转产生离心力,使土体产生沉降运动;激振系统布设在隧道系统和高铁路基系统中,用以模拟地铁、高铁的运营振动荷载;传感系统布设在地层系统、隧道系统和高铁路基系统中。
【技术特征摘要】
1.一种模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置,其特征在于:包括模型箱、地层系统、隧道系统、高铁路基系统、激振系统、传感系统、地面密集建筑群、高速旋转系统、溶洞系统;地层系统布设在模型箱的内部;溶洞系统和隧道系统布设在地层系统内部;高铁路基系统和地面密集建筑群布设在地层系统上方;高速旋转系统布设在模型箱的下方,用以使模型箱内的若干土层高速旋转产生离心力,使土体产生沉降运动;激振系统布设在隧道系统和高铁路基系统中,用以模拟地铁、高铁的运营振动荷载;传感系统布设在地层系统、隧道系统和高铁路基系统中。2.根据权利要求1所述的模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置,其特征在于:地层系统包括:第一土层(201)、第二土层(202);第一土层(201)是软土层,第二土层(202)是岩石层,第一土层(201)位于模型箱内部上方,第二土层(202)位于模型箱内部下方;隧道系统包括:第一隧道(301)、第二隧道(302);第一隧道(301)、第二隧道(302)都采用混凝土浇筑而成,第一隧道(301)、第二隧道(302)并排横向布设在第一土层(201)和第二土层(202)交界处;高铁路基系统包括:第一高铁路基(401)、第二高铁路基(402);第一高铁路基(401)、第二高铁路基(402)采用预应力钢绞线钢板;第一高铁路基(401)、第二高铁路基(402)均布设在第一土层(201)上;激振系统包括:第一低频激振器(501)、第二低频激振器(502)、第三低频激振器(503)、第四低频激振器(504)、第一高频激振器(505)、第二高频激振器(506)、第三高频激振器(507)、第四高频激振器(508)、激振控制器(509)、一号激振导线(510)、二号激振导线(511)、第一平衡板(512)、第二平衡板(513)、第三平衡板(514)、第四平衡板(515);第一低频激振器(501)、第二低频激振器(502)等间距地布设在第一隧道(301)内部;第三低频激振器(503)、第四低频激振器(504)等间距地布设在第二隧道(302)的内部;第一高频激振器(505)、第三高频激振器(507)等间距地布设在第一高铁路基(401)的上方;第二高频激振器(506)、第四高频激振器(508)等间距地布设在第二高铁路基(402)的上方;其中,通过一号激振导线(510)将第一低频激振器(501)、第二低频激振器(502)、第三低频激振器(503)、第四低频激振器(504)依次连接到激振控制器(509),通过二号激振导线(511)将第一高频激振器(505)、第三高频激振器(507)、第二高频激振器(506)、第四高频激振器(508)依次连接到激振控制器(509);在第一高铁路基(401)上等间距布设第一平衡板(512)、第三平衡板(514),在第二高铁路基(402)上等间距布设第二平衡板(513)、第四平衡板(515);第一平衡板(512)、第二平衡板(513)、第三平衡板(514)、第四平衡板(515)分别用来承受第一高频激振器(505)、第二高频激振器(506)、第三高频激振器(507)、第四高频激振器(508)所产生的振动荷载;传感系统包括:第一传感器(601)、第二传感器(602)、第三传感器(603)、第四传感器(604)、第五传感传器(605)、第六传感器(606)、第七传感器(607)、第八传感器(608)、第九传感器(609)、第十传感器(610)、第十一传感器(611)、第十二传感器(612)、传感控制器(613)、一号传感导线(614)、二号传感导线(615)、三号传感导线(616)、四号传感导线(617);第一传感器(601)、第二传感器(602)、第三传感器(603)等间距地布设在两条隧道中间的正下方;第四传感器(6...
【专利技术属性】
技术研发人员:邹宝平,罗战友,胡磊,杨建辉,刘静娟,陶燕丽,
申请(专利权)人:浙江科技学院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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