【技术实现步骤摘要】
考虑盾尾壁后注浆影响的管片土压力模型试验装置及方法
本专利技术是一种考虑盾尾壁后注浆影响的管片土压力模型试验装置及方法，属于地下工程施工
技术介绍
随着我国国民经济的快速发展，城市规模快速扩张导致城市交通压力的日益繁重，各大城市的地铁建设也进入高潮，新世纪以来在我国近20年的地铁建设中，盾构工法以其环保、高效、安全、对周边环境影响小等优点被广泛应用于城市地铁以及过江公路隧道修建中。盾构法是一种靠盾构机切削挖掘土体前进，并在掘进后方留下管片衬砌阻止洞周土体坍塌以形成稳定隧道的施工方法。地下结构物的受力情况复杂，盾构管片土压力不仅受地层初始应力场、围岩的力学性质、衬砌与围岩的相互作用情况等因素的影响，而且受到施工控制影响较大。因此，地下隧道结构的设计一直处于经验为主的类比法向半经验为主的荷载结构法管片设计过渡阶段，难以达到地面结构的基于概率统计为基础的结构可靠性设计水平。目前盾构管片土压力的确定方法主要有：1）采用基于工程实践经验假设围岩变形及极限破坏面经过推导得到的简化计算方法（全土柱法、太氏方法、普...
【技术保护点】
1.考虑盾尾壁后注浆影响的管片土压力模型试验装置，其特征是包括模型箱体、盾构管片环模型（11）、壁后注浆系统、加载系统和测量系统，模型箱体内分层填筑砂土，内设有盾构管片环模型和包裹其周围的壁后注浆系统，加载系统上覆于土体顶部，测量参数包括管片环上的土压力、管片环周围地层和填土顶部的土体位移；其中，所述模型箱体为长方体，由6块透明面板组成，上面板（4）及一侧面板可拆卸，前面板（6）上设有圆形洞口并配备有密封盖板（5），方便盾构管片模型和壁后注浆系统橡皮膜的安装进入，后面板内壁和前面板密封盖板刻有与管片环模型直径相匹配的凹槽定位方便安装固定，同时模型箱体外部设置有井字形钢制肋衬...
【技术特征摘要】
1.考虑盾尾壁后注浆影响的管片土压力模型试验装置，其特征是包括模型箱体、盾构管片环模型（11）、壁后注浆系统、加载系统和测量系统，模型箱体内分层填筑砂土，内设有盾构管片环模型和包裹其周围的壁后注浆系统，加载系统上覆于土体顶部，测量参数包括管片环上的土压力、管片环周围地层和填土顶部的土体位移；其中，所述模型箱体为长方体，由6块透明面板组成，上面板（4）及一侧面板可拆卸，前面板（6）上设有圆形洞口并配备有密封盖板（5），方便盾构管片模型和壁后注浆系统橡皮膜的安装进入，后面板内壁和前面板密封盖板刻有与管片环模型直径相匹配的凹槽定位方便安装固定，同时模型箱体外部设置有井字形钢制肋衬（3）保证箱体在试验过程中的安全稳定性；
盾构管片环模型（11）为圆柱状塑料筒，表面均匀钻孔贯通至内部，外壁孔洞上方覆有滤纸，该通道主要功能为注浆后浆液固结的排水通道；为方便定位安装，盾构管片环模型纵向端部加工成与模型箱面板凹槽对应的外凸形状；
壁后注浆系统包括注浆装置和圆柱筒状橡皮膜（9），圆柱筒状橡皮膜由前后一对圆环状端板（10）定位，圆柱筒状橡皮膜（9）包覆于盾构管片环模型外，与盾构管片模型外边界形成一封闭空间作为注浆充填区域；一对圆环状端板（10）内圆直径与盾构管片环模型端部凹槽外径一致，通过该凹槽卡住固定圆柱筒状橡皮膜（9），采用不同形状的端板可调整橡皮膜与管片环模型的相对位置；注浆装置连接于圆柱筒状橡皮膜（9）上，试验中一边对空隙进行注浆填充一边限压排气；
加载系统包括加压空压机、长方体加压气囊（12）及连接管线，长方体加压气囊（12）上下端面分别与模型箱体上面板（4）、填土顶面相接触，前后和左右端面与模型箱侧板相接触，通过与空压机相连通保持填土面的恒压；
测量系统包括微型土压计和高速摄像机（15），土压计布置于盾构管片环模型（11）外周断面上，试验中高速摄像机架设于模型箱后方，监测土体位移及变形速率；土压计通过自动采集与计算机相连接，实时监测并记录试验数据。
2.根据权利要求1所述的考虑盾尾壁后注浆影响的管片土压力...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟小春，于伦超，丰土根，张洋，游智，孙金鑫，张露露，王群，汪浩，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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