一种分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，包括模型架，反力架，液压千斤顶，钢制仿真建筑基础，预留开挖隧道口和数据采集系统。模型架为一个由刚性材料做骨架的立方体结构，底部及四周环绕钢化玻璃并做防水密封处理，反力架位于模型架的上部和左右两侧与模型架共用一个底板，液压千斤顶连接反力架固定和钢制仿真建筑基础，在钢化玻璃的正前面中心位置有预留开挖隧道口，在钢化玻璃内部填满仿真建筑材料；在钢制仿真建筑物基础底面和预留开挖隧道口顶面有数据采集系统。通过数据采集可以分析隧道开挖对地表建筑物的影响和地表建筑物荷载对隧道开挖的影响，分析地层变化规律，优化施工措施。

An experimental device for analyzing the influence of tunnel construction on the building

The utility model discloses a test device for analyzing the influence of tunnel construction on buildings, including a model frame, a counterforce rack, a hydraulic jack, a steel simulation building foundation, a tunnel excavation tunnel and a data acquisition system. A model frame is composed of a rigid material as the skeleton of the cube structure, the bottom and the surrounding glass and waterproof sealing treatment, the counter force frame frame model is located in the upper part and the left and right sides and a bottom rack model, hydraulic jack counter force frame fixed connection and steel building simulation Foundation, in front of the center position toughened glass for tunnel excavation, filling simulation building materials in tempered glass; surface and the top surface of the tunnel excavation for data acquisition system based on the simulation of steel buildings. Through data collection, we can analyze the influence of tunnel excavation on the surface buildings and the influence of the surface building loads on the tunnel excavation, analyze the strata change rules, and optimize the construction measures.

【技术实现步骤摘要】
一种分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置
本技术专利涉及隧道与地下工程
，尤其适用于分析暗挖隧道施工对既有建筑物的影响分析方面，具体涉及一种分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置。
技术介绍
近年来我国地铁建设快速发展，由于地铁隧道施工环境复杂，暗挖隧道下穿、侧穿既有建筑物的情况时有发生。为保证地表建筑物的正常使用，同时确保施工安全，必须掌握隧道开挖对建筑物的影响情况。因此，暗挖隧道施工对既有建筑物影响情况分析方法的研究具有重要的实践意义。目前，常用的分析方法主要有理论分析法、数值模拟法、经验公式法、模型试验法。但上述方法存在以下问题：(1)理论分析法一般基于均匀介质假设，不考虑地层性质的影响，具有较大的局限性。(2)数值模拟方法模拟结果往往与参数取值有关，且模拟参数对最终结果的影响极大，而随意更改参数往往与现场情况不符。(3)主流的经验公式法，例如Peck公式等，均由地表无荷载的情况推导，需要与其他理论相结合才能进行有荷载地表的计算，计算繁琐，误差较大，目前研究较少。(4)模型试验方法中此类研究较少，地表加载不明确。
技术实现思路
本技术专利为了解决上述问题，提出了一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，该装置能较好的模拟现场发实际施工情况，有助于分析隧道施工对建筑物的影响程度。为实现上述目的，本技术专利采用如下技术方案：一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，包括模型架，反力架和液压千斤顶；所述模型架为一个由刚性材料做骨架的立方体结构，底部及四周采用钢化玻璃密封，顶部开口；所述反力架为具有顶面、底面及左右面的立方体结构，所述反力架位于所述模型架的外围与所述模型架共用一个底板；所述反力架的顶面通过液压千斤顶与所述模型架内部的钢制仿真建筑物基础连接；在模型架的正前面中心位置有预留隧道口，在模型架内部钢制仿真建筑物基础的顶面以下部分填满相似建筑材料；在钢制仿真建筑物基础底面和预留隧道口周围位置有数据采集系统。进一步的，所述液压千斤顶由自动控制系统驱动，可提供恒定或非恒定的压力；进一步的，所述钢制仿真建筑物基础包含若干组，可以模拟不同的基础形式；进一步的，所述钢化玻璃经过防水密封处理；进一步的，所述钢制仿真建筑基础包含独立基础、条形基础、柱下十字交叉基础、片筏基础、箱型基础等多种类型；进一步的，所述数据采集系统包含应变采集系统，多点位移采集系统，土压力采集系统，水压力采集系统。本技术所取得的有益效果是：1、通过液压千斤顶对仿真基础加压模拟地表建筑对地层的荷载，从而测得建筑物荷载对隧道开挖的影响情况。2、通过采集仿真基础的不均匀沉降量等试验数据，测得隧道开挖对建筑物基础的影响情况，进而推测建筑物破坏情况。3、较真实地模拟了暗挖隧道施工对既有建筑物的影响情况，对分析研究具有重要的实践意义。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本试验装置的主视图；图2为本试验装置的左视图；其中，1、模型架(四周及底部为钢化玻璃)，2、反力架，3、液压千斤顶，4、钢制仿真建筑基础，5、相似建筑材料，6、预留隧道口，7、数据采集仪器。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。下面结合附图与实施例对本专利技术专利作进一步说明。如图1和图2所示，一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，包括模型架1，反力架2，液压千斤顶3，钢制仿真建筑基础4，相似建筑材料5，预留隧道口6，数据采集系统7。所述模型架1为一个由刚性材料做骨架的立方体结构，底部及四周采用钢化玻璃密封，并做防水密封处理，顶部开口；所述反力架2为具有顶面、底面及左右面的立方体结构，前后面开口，所述反力架2位于所述模型架1的外围与所述模型架1共用一个底板；所述液压千斤顶3的顶部与反力架2固定连接，所述液压千斤顶3的底部与钢制仿真建筑基础4固定连接，在钢化玻璃的正前面中心位置有预留隧道口6，在钢化玻璃内部填入相似建筑材料5即可；在钢制仿真建筑物基础4底面和预留隧道口6周围位置有数据采集系统7。进一步的，所述液压千斤顶3包含自动控制系统，可提供恒定或非恒定的压力；进一步的，所述钢制仿真建筑物基础4包含若干组，可以模拟不同的基础形式；进一步的，所述钢制仿真建筑基础4配备独立基础、条形基础、柱下十字交叉基础、片筏基础、箱型基础等多种类型；进一步的，所述数据采集系统7包含应变采集系统，多点位移采集系统，土压力采集系统，水压力采集系统。根据需要进行埋置；进一步的，所述液压千斤顶3与反力架2的连接位置可变，并配备有自动控制系统以提供恒定或非恒定的上部荷载；进一步的，所述预留开挖隧道口6的形状有多重，具体可根据隧道具体断面形式加工。本装置具体工作过程如下：安装布置好模型架1和反力架2，利用液压千斤顶3将模型架1和反力架2连接起来，根据现场实际情况配备相似建筑材料，并将建筑材料填筑于模型架1中，待模型架1内材料趋于稳定后，将设备采集系统7和钢制仿真建筑基础4埋置于相似材料中，并利用固定于反力架2上的液压千斤顶3根据实际情况按一定比例在其控制系统作用下施加恒定或非恒定的荷载，待监测数据稳定后，再由钢化玻璃上的预留开挖隧道口6模拟隧道开挖，开挖过程中注意数据的采集。本装置通过液压千斤顶3对钢制仿真基础加压模拟地表建筑对地层的荷载，从而测得建筑物荷载对隧道开挖的影响情况；通过采集仿真基础的不均匀沉降量等试验数据，测得隧道开挖对建筑物基础的影响情况，进而推测建筑物破坏情况；较真实地模拟了暗挖隧道施工对既有建筑物的影响情况，对分析研究具有重要的实践意义。上述虽然结合附图对本专利技术专利的具体实施方式进行了描述，但并非对本专利技术专利保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术专利的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，其特征在于，包括模型架，反力架和液压千斤顶；所述模型架为一个由刚性材料做骨架的立方体结构，底部及四周采用钢化玻璃密封，顶部开口；所述反力架为具有顶面、底面及左右面的立方体结构，前后面开口，所述反力架位于所述模型架的外围与所述模型架共用一个底板，反力架顶面通过液压千斤顶与所述模型架内部的钢制仿真建筑物基础连接；在模型架的正前面中心位置有预留隧道口，在模型架的内部钢制仿真建筑物基础顶面以下部分填满相似建筑材料；在钢制仿真建筑物基础底面和预留隧道洞口周围位置有数据采集系统。

【技术特征摘要】
1.一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，其特征在于，包括模型架，反力架和液压千斤顶；所述模型架为一个由刚性材料做骨架的立方体结构，底部及四周采用钢化玻璃密封，顶部开口；所述反力架为具有顶面、底面及左右面的立方体结构，前后面开口，所述反力架位于所述模型架的外围与所述模型架共用一个底板，反力架顶面通过液压千斤顶与所述模型架内部的钢制仿真建筑物基础连接；在模型架的正前面中心位置有预留隧道口，在模型架的内部钢制仿真建筑物基础顶面以下部分填满相似建筑材料；在钢制仿真建筑物基础底面和预留隧道洞口周围位置有数据采集系统。2.如权利要求1所述的一种用于分析暗挖隧道施工对建筑物的影响的试验装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑召怡，张文，候登高，郝兴臣，张翼，周康静，
申请(专利权)人：济南市市政工程设计研究院集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东,37