一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，包括管环、能够对管环进行侧向加载和竖向加载的加载装置和与管环连接的数据测量系统，每一管环为主要由多个管片依次首尾连接组成的圆环形，同一管环中相邻的两管片之间的接缝为纵缝；数据测量系统包括等角度的固定于管环内、外侧的多组应变片对和均匀的设于管环的内侧分别用于测量管片径向位移和纵缝张开度的多个LVDT位移传感器，应变片对和LVDT位移传感器连接数据采集仪器，接数据采集仪器连接计算机以将其从应变片对和LVDT位移传感器中采集的数据传至计算机进行处理从而能够模拟管环在不同受力条件下的形变与破坏规律。

An Experimental Device for Simulating the Stress and Deformation of Tunnel Ring under Different Stress Conditions

The invention provides an experimental device for simulating the deformation of tunnel pipe rings under different loading conditions, including a pipe ring, a loading device capable of lateral loading and vertical loading, and a data measuring system connected with the pipe ring. Each pipe ring is mainly a circular ring composed of a plurality of segments connected in turn from head to tail, and the joints between two adjacent segments in the same pipe ring are longitudinal seams. According to the measurement system, a number of strain gauge pairs fixed at the inner and outer sides of the ring and a number of LVDT displacement sensors uniformly arranged at the inner side of the ring are used to measure the radial displacement of the segment and the opening of the longitudinal slit, respectively. The strain gauge pair and LVDT displacement sensor are connected to the data acquisition instrument, and the data acquisition instrument is connected to the computer to collect them from the strain gauge pair and the LVDT displacement sensor. The collected data are transmitted to the computer for processing, which can simulate the deformation and failure law of the pipe ring under different stress conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置
本专利技术涉及建筑领域，尤其涉及一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置。
技术介绍
当前，我国正处在城市轨道交通建设的高峰时期，全国新建轨道交通里程将达到3000公里。由于城市轨道线路周边极具商业价值，沿线的地下空间开发利用受到了越来越广泛的关注，随着大规模地铁线路的建成与运营，紧邻地铁线路的深开挖工程将变得不可避免，且会越来越多。紧邻深开挖或基坑开挖施工往往伴随着强烈的环境效应，将对邻近隧道结构产生不利的影响，由此产生的工程事故案例也越来越多，比如2009年由于基坑开挖导致台北一盾构隧道管环最大水平位移达到50mm，开挖影响区内管环竖向和水平向收敛变形均超过30mm，过大的地层变形导致地铁停运。2011-12年紧靠宁波地铁1号线某区间盾构隧道一侧大面积基坑开挖导致左线盾构隧道发生超过30mm水平位移，管环局部破损严重，引发局部严重渗水。并且类似工程案例有逐年上升的趋势。根据上海地铁隧道经验，每11起盾构隧道结构人为破坏的案例中，就有3起是由于深开挖所导致。而地铁沿线的深开挖工程使隧道周围水土压力产生变化，导致管环的变形破坏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：包括管环、能够对所述管环进行侧向加载和竖向加载的加载装置和与所述管环连接的数据测量系统，每一所述管环包括多个依次首尾连接的管片，这些管片组成圆环形，同一所述管环中相邻的两所述管片之间的接缝为纵缝；所述数据测量系统包括等角度的固定于所述管环内、外侧的多组应变片对和均匀的设于所述管环的内侧分别用于测量所述管片径向位移和纵缝张开度的多个LVDT位移传感器，所述应变片对和LVDT位移传感器连接数据采集仪器，所述接数据采集仪器连接计算机以将其从所述应变片对和LVDT位移传感器中采集的数据传至计算机进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：包括管环、能够对所述管环进行侧向加载和竖向加载的加载装置和与所述管环连接的数据测量系统，每一所述管环包括多个依次首尾连接的管片，这些管片组成圆环形，同一所述管环中相邻的两所述管片之间的接缝为纵缝；所述数据测量系统包括等角度的固定于所述管环内、外侧的多组应变片对和均匀的设于所述管环的内侧分别用于测量所述管片径向位移和纵缝张开度的多个LVDT位移传感器，所述应变片对和LVDT位移传感器连接数据采集仪器，所述接数据采集仪器连接计算机以将其从所述应变片对和LVDT位移传感器中采集的数据传至计算机进行处理。2.如权利要求1所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述管环具有三个，三个所述管环沿纵向拼接形成一个圆管，且相邻的两所述管环中的纵缝相互错位，位于中间的所述管环为加载环，所述加载装置与所述加载环连接以对其施加荷载。3.如权利要求2所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：构成每一所述管环的管片的数量为n个，n为大于0的整数，所述管环的内侧壁具有n个所述纵缝，每一所述管片为弧形结构，同一所述管环中相邻两所述管片通过弧形螺栓相互连接，且每一所述管片采用混凝土材料制作，每一所述弧形螺栓采用金属加工而成。4.如权利要求3所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述加载环中的每一所述管片上均设有至少一组所述应变片对，每组所述应变片对中的两应变片的中心之间的连线的延长线穿过该管片的圆心，同组的两所述应变片中的一应变片固定于该管片的外侧，另一应变片固定于该管片的内侧；所述LVDT位移传感器中包括用于测量所述加载环中的每一所述管片径向位移的径向LVDT位移传感器和用于测量所述加载环中的每一所述纵缝张开度的开度LVDT位移传感器，每一所述径向LVDT位移传感器垂直于对应的所述管片的内侧，且任意相邻的两所述径向LVDT位移传感器之间的夹角相等。5.如权利要求4所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁荣柱，康成，吴文兵，方宇翔，张莉，杨松，霍利朋，万江，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42