一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，包括混凝土底座，所述混凝土底座上设置有模型箱框架，所述模型箱框架内置有围岩、沙子、路基，所述围岩、沙子之间设置有模拟超前棚架结构的棚架结构，所述路基上方设置有由作动器进行加载的传力杆，所述模型箱框架内还设置有采集用传感器。本发明专利技术首次在管棚土拱效应试验中引入加载设备，同时采用各种监测设备对试验过程中的变形及应力应变进行监测，更加真实的反映了实际工程中的动态土拱效应。基于本发明专利技术可进一步得到管棚参数与交通荷载幅值频率之间的相互关系，为管棚参数的设计优化提供建议，从而保证隧道开挖过程中的施工安全。

An experimental device for simulating the dynamic soil arching effect of scaffold structure

【技术实现步骤摘要】
一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置
本专利技术属于隧道工程领域，具体涉及一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置。
技术介绍
土拱效应是土木工程领域普遍存在的一种现象，广泛存在于岩土-结构相互作用中。土体在荷载或自重的作用下发生压缩和变形，从而产生不均匀沉降，致使土颗粒间产生互相“楔紧”的作用，进而在一定范围土层中产生“拱效应”。当前采用超前棚架技术是一种常见的下穿既有交通线路的暗挖施工方法，而棚架结构由于钢管自身较大的抗弯刚度及较高的嵌固效应，其上部岩土体在自重及附加应力下降时产生一定程度的不均匀沉降变形，使得钢管上部呈现一定的“土拱效应”。棚架结构依靠自身刚度及超前嵌入段围岩或覆盖层岩土所提供的支撑抗力共同支承上部岩土体自重及附加应力，而由混凝土或水泥浆填充的钢管构件是结构的基本承载单元，其布置间距及钢管直径不仅影响工程投资，还直接影响施工期间上部岩土体覆盖层的变形控制效果，直接关系到上部铁路的运营安全。针对棚架结构动态土拱效应的研究目前仍处于起步阶段，大多数研究仅局限于整体抗震及爆破振动领域，并未对其在列车激励荷载作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，包括混凝土底座（12），其特征在于：所述混凝土底座（12）上设置有模型箱框架（5），所述模型箱框架（5）内置有围岩（11）、沙子（10）、路基（4），所述围岩（11）、沙子（10）之间设置有模拟超前棚架结构的棚架结构，所述路基（4）上方设置有由作动器（1）进行加载的传力杆（16），所述模型箱框架（5）内还设置有采集用传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，包括混凝土底座（12），其特征在于：所述混凝土底座（12）上设置有模型箱框架（5），所述模型箱框架（5）内置有围岩（11）、沙子（10）、路基（4），所述围岩（11）、沙子（10）之间设置有模拟超前棚架结构的棚架结构，所述路基（4）上方设置有由作动器（1）进行加载的传力杆（16），所述模型箱框架（5）内还设置有采集用传感器。


2.根据权利要求1所述的一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，其特征在于：所述作动器（1）设置在横梁（14）上，所述横梁（14）固定在两根型钢框架立柱（2）之间。


3.根据权利要求2所述的一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，其特征在于：所述型钢框架立柱（2）上部形成多排对横梁（14）高度进行调节安装的装配孔，高强螺栓（3）穿过装配孔拧入到横梁（14）进行固定。


4.根据权利要求3所述的一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，其特征在于：所述作动器（1）的安装座与横梁（14）滑动连接，从而避免填充干扰。


5.根据权利要求1所述的一种模拟棚架结构动态土拱效应的试验装置，其特征在于：所述棚架结构包括固定在混凝土底座（12）上的钢支撑（20），所述钢支撑（20）上设置有管棚（19），所述管棚（19）背部固定在定位挡板...

【专利技术属性】
技术研发人员：董捷，杨博，李成献，张壮，董少华，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：河北;13