大直径泥水平衡盾构下穿江底施工时管片变形的模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种大直径泥水平衡盾构下穿江底施工时管片变形的模拟装置。该模拟装置包括模型箱及安装在模型箱外部的变频气泵和输气导管构成的泥沙起动装置；模型箱内分层填充土样和水样，土样内挖设盾构隧道模型，盾构隧道模型的管片上设有土压力盒、LVDT位移传感器。本实用新型专利技术用变频气泵装置模拟江底盾构隧道上方的泥沙起动，通过改变工作频率和工作时长，实现不同泥沙堆积高度、泥沙搬运速率的工况，并利用土压力盒和LVDT位移传感器监测试验过程中的盾构隧道管片位移变形情况、围岩应力分布情况，来研究泥沙搬运作用下的盾构隧道管片位移变形规律以及围岩应力分布规律，进而优化盾构施工参数，实现指导实际大直径(>10m)泥水盾构隧道下穿江底的设计与施工。

Simulation device for segment deformation of large-diameter slurry balanced shield during construction under river bottom

【技术实现步骤摘要】
大直径泥水平衡盾构下穿江底施工时管片变形的模拟装置
本技术属于盾构隧道管片变形模拟及预测领域，特别涉及一种大直径泥水平衡盾构下穿江底施工在泥沙搬运作用下管片变形的模拟装置。
技术介绍
盾构法具有施工速度快、对地面交通影响小等优点，目前已广泛应用于国内外的地铁隧道开挖工程中。对于采用盾构法施工的江底隧道，由于泥沙搬运作用导致盾构隧道上方覆土厚度发生变化，管片的浮力、管片间的挤压力以及围岩的应力分布也随之发生变化，因此泥沙搬运对江底盾构隧道施工期间结构变形的影响较大，容易引起盾构隧道管片位移甚至发生上浮或错台。这一问题已经受到了学术界和工程界的普遍关注。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种一种大直径泥水平衡盾构下穿江底施工在泥沙搬运作用下管片变形的模拟装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种大直径泥水平衡盾构下穿江底施工在泥沙搬运作用下管片变形的模拟装置，所述管片变形的模拟装置包括模型箱及安装在模型箱外部的变频气泵和输气导管构成的泥沙起动装置；所述模型箱内布置有挡土板，挡土板将模型箱分隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径泥水平衡盾构下穿江底施工时管片变形的模拟装置，其特征在于，所述管片变形的模拟装置包括模型箱（1）及安装在模型箱外部的变频气泵（8）和输气导管（9）构成的泥沙起动装置；所述模型箱（1）内布置有挡土板（3），挡土板（3）将模型箱（1）分隔为填土区和操作区，填土区内分层填充土样（4）和水样（5）；挡土板（3）上设置有开挖孔，从开挖孔往土样（4）内布置有盾构隧道模型（2），所述盾构隧道模型（2）为由环形管片衬砌（14）构成的圆筒模型；环形管片衬砌（14）上布置有LVDT位移传感器（12）和土压力盒（13）；所述LVDT位移传感器（12）安装在环形管片衬砌（14）的内壁上，所述土压力盒（1...

【技术特征摘要】
1.一种大直径泥水平衡盾构下穿江底施工时管片变形的模拟装置，其特征在于，所述管片变形的模拟装置包括模型箱（1）及安装在模型箱外部的变频气泵（8）和输气导管（9）构成的泥沙起动装置；所述模型箱（1）内布置有挡土板（3），挡土板（3）将模型箱（1）分隔为填土区和操作区，填土区内分层填充土样（4）和水样（5）；挡土板（3）上设置有开挖孔，从开挖孔往土样（4）内布置有盾构隧道模型（2），所述盾构隧道模型（2）为由环形管片衬砌（14）构成的圆筒模型；环形管片衬砌（14）上布置有LVDT位移传感器（12）和土压力盒（13）；所述LVDT位移传感器（12）安装在环形管片衬砌（14）的内壁上，所述土压力盒（13）安装在环形管片衬砌（14）的外壁上，且埋设于土样（4）中；所述操作区内具有支撑杆（6）、固定支座（7）和移动面板（11）构成的隧道开挖面支撑装置，所述固定支座（7）安装在与挡土板（3）相对的模型箱（1）的侧壁上，移动面板（11）置于盾构隧道模型（2）内，支撑杆（6）两端分别固定连接固定支座（7）与移动面板（11）；所述固定支座（7）、移动面板（11）的中心与盾构隧道模型（2）中心线在同一水平线上；填土区一侧的模型箱（1）外壁有一开孔，开孔与输气导管（9）固定相连，所述开孔位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑中刚，寇向南，刘晓岩，刘元鹏，赵连三，刘欣宇，蔡浩明，余炎挺，郭闯，王志超，黄高亮，李超群，杜志博，
申请(专利权)人：中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，中铁十六局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11