一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及土木工程试验技术领域，具体为一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，箱体的侧面从下至上依次设有第二、三、四插口，箱体侧面位于第二插口中间位置的下方沿竖直方向设有第一插口，第一插口内插装有立板，第二插口的前、后段内分别插装顶板和第一插板，第三插口内插有第二插板，第四插口内插有第三插板，箱体为透明材质，箱体内除立板与顶板围成腔体外的腔体内分别充填有不同染色的充填料，立板由若干立板条滑动卡接组成，顶板由若干个顶板条滑动卡接组成，立板、顶板及第一、二、三插板上分别设有刻度线；解决了目前室内模型难以直观观察隧道开挖时地层的运动情况，且难以实现对于地层损失以及地层流动现象模拟的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置
本技术涉及土木工程试验
，具体为一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置。
技术介绍
随着城市化的进程加快，地铁成为城市公共交通不可或缺的交通方式。而盾构施工具有掘进速度快、环境影响较小等优点，成为了地铁隧道施工的重要施工方法。盾构施工过程中会遇到各种复杂地质结构，如砂卵石地层。砂卵石地层是一种典型的不稳定地层，地层反应灵敏，具有颗粒大、离散性强等特点。在砂卵石地层中进行盾构施工会产生地层损失现象，容易诱发坍塌等工程问题。因此有必要对砂卵石地层盾构施工中地层运动进行室内模型试验，进而为现场安全施工提供科学指导。目前对于砂卵石地层盾构施工的模型试验装置如下：(1)专利权人为西南石油大学，中国专利申请号201721369225.X，介绍了一种用于测定富水砂卵石地层隧道开挖面失稳的试验装置。该装置包括模型箱体，布置在箱体中的隧道模型，模拟砂卵石地层的类似物质以及应力计。在开挖面附近布置应力计，通过应力计测量开挖面的衬砌应力，根据应力变化研究开挖面失稳问题。但是该试验装置主要是针对开挖面失稳的研究，没有考虑砂卵石地层损失的相关问题，无法模拟不同地层损失情况下隧道施工的影响，因此该方法具有一定的局限性。(2)专利权人为招商局重庆交通科研设计院有限公司，中国专利申请号201820281642.7，介绍了一种多跨径砂卵石地层模型试验装詈。该装置为长方箱体，包括巾小至大三种跨径开孔。该装置主要针对砂卵石隧道中跨径影响进行研究，并未对地层损失和地层运动的相关问题进行研究，因此在砂卵石盾构施工地层运动研究上也有一定局限。现有的试验装置对于砂卵石地层损失的研究相对较少，难以对不同地层损失条件下的隧道施工进行模拟；且一般仅通过应力计、位移计等传感器来进行研究，直观性较差，无法直观观测到地层的运动情况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，用于解决目前室内模型难以直观观察隧道开挖时地层的运动情况，且难以实现对于地层损失以及地层流动现象模拟的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，包括箱体，所述箱体内充填有地层特性相似材料配置的填充料，所述箱体顶端的开口处沿水平方向滑动卡接有顶盖，所述箱体的侧面从下至上依次沿水平方向开设有第二插口、第三插口和第四插口，所述箱体侧面位于所述第二插口中间位置的下方沿竖直方向开设有第一插口，所述第一插口内滑动插装有立板，所述第二插口的前半段内插装有顶板，且第二插口的后半段内插装有第一插板，所述第三插口内插装有第二插板，所述第四插口内插装有第三插板，所述箱体的内侧壁分别开设有与所述立板、顶板、第一插板、第二插板和第三插板的里端卡接匹配的插槽，所述箱体为透明材质，且箱体内除所述立板与所述顶板围成腔体外的其余腔体内分别充填有不同染色的充填料，所述立板包括若干个立板条，且相邻的所述立板条间沿轴向滑动卡接匹配，所述顶板包括若干个顶板条，且相邻的所述顶板条间沿轴向滑动卡接匹配，所述立板、顶板、第一插板、第二插板和第三插板的表面分别沿轴向设置有刻度线。优选的，所述立板条的顶面沿轴向设置有立板滑槽，且立板条的底面设置有与所述立板滑槽滑动卡接匹配的立板滑条。优选的，所述箱体内腔底面的中线位置设置有与所述立板滑条滑动卡接匹配的底面滑槽。优选的，所述顶板条的背面分别沿轴向开设有顶板滑槽，且顶板条的正面分别设置有与所述顶板滑槽滑动卡接匹配的顶板拼装滑条。优选的，所述顶板中最里端的所述顶板条的下表面设置有所述立板滑槽滑动卡接的顶板固定滑条。优选的，所述第一插板、第二插板和第三插板分别包括隔板，且第一插板的对应所述隔板的宽度为所述第二插板和第三插板对应所述隔板宽度的一半，所述第一插板对应的隔板背面以及所述第二插板与所述第三插板对应的隔板正面和背面分别沿轴向设置有插板滑条，所述箱体内腔的前壁和后壁分别设置有与所述插板滑条滑动卡接的侧边滑槽。优选的，所述第一插板、第二插板和第三插板的外端面居中位置分别固定连接有把手。优选的，所述立板条包括第一条形板和固定连接在所述第一条形板外端面的第一端板，所述第一端板的外侧面居中位置固定连接有第一手柄。优选的，所述顶板条包括第二条形板和固定连接在所述第二条形板外端面的第二端板，所述第二端板的外侧面居中位置固定连接有第二手柄。优选的，所述箱体内的腔体内安装有应力计、位移计中的至少一种传感器。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.本技术通过对顶板、立板、第一个隔板、第二隔板和第三隔板的抽推，使得模拟不同地层的充填料向顶板和立板组成的空腔流动，其中顶板和立板组成的空腔模拟掘进的隧道，箱体为透明材质，且每个腔体内代表不同地层的充填料染成不同颜色；为试验提供了一个可视化的外在环境，能够直接观测盾构施工隧道时地层损失后的地层运动状态。2.本技术在抽出顶板、立板、第一个隔板、第二隔板和第三隔板时，能够通过刻度线进行定量控制抽出量，实现了不同地层损失量的调整，能够通过试验装置实现不同地层损失量条件的模拟，可以分析地层损失量的影响，为盾构隧道地层损失影响，地层运动分析等研究提供了一种科学、有效、直观的试验装置。3.本技术在对顶板和立板进行抽出时，可以将所有组成条板同时外抽，也可以对每个条板进行分别抽出，以实现对隧道不同地点发生地层流失情况及影响进行模拟实验。附图说明图1为本技术整体的立体结构示意图；图2为本技术箱体的主视结构示意图；图3为本技术箱体的侧视结构示意图；图4为本技术图2中A-A剖视结构示意图；图5为本技术立板的主视结构示意图；图6为本技术立板的侧视结构示意图；图7为本技术立板条的侧视结构示意图；图8为本技术顶板的俯视结构示意图；图9为本技术顶板的侧视结构示意图；图10为本技术顶板条的侧视结构示意图；图11为本技术第二插板的主视结构示意图。图中：1-箱体；11-顶盖；12-第一插口；13-第二插口；14-第三插口；15-第四插口；16-侧边滑槽；17-插槽；18-底面滑槽；2-立板；20-立板条；201-第一条形板；202-第一端板；203-第一手柄；204-立板滑槽；205-立板滑条；3-顶板；30-顶板条；301-第二条形板；302-第二端板；303-第二手柄；304-顶板滑槽；305-顶板拼装滑条；306-顶板固定滑条；4-第一插板；5-第二插板；51-隔板；52-插板滑条；6-第三插板；7-把手。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，包括箱体(1)，所述箱体(1)内充填有地层特性相似材料配置的填充料，其特征在于：所述箱体(1)顶端的开口处沿水平方向滑动卡接有顶盖(11)，所述箱体(1)的侧面从下至上依次沿水平方向开设有第二插口(13)、第三插口(14)和第四插口(15)，所述箱体(1)侧面位于所述第二插口(13)中间位置的下方沿竖直方向开设有第一插口(12)，所述第一插口(12)内滑动插装有立板(2)，所述第二插口(13)的前半段内插装有顶板(3)，且第二插口(13)的后半段内插装有第一插板(4)，所述第三插口(14)内插装有第二插板(5)，所述第四插口(15)内插装有第三插板(6)，所述箱体(1)的内侧壁分别开设有与所述立板(2)、顶板(3)、第一插板(4)、第二插板(5)和第三插板(6)的里端卡接匹配的插槽(17)，所述箱体(1)为透明材质，且箱体(1)内除所述立板(2)与所述顶板(3)围成腔体外的其余腔体内分别充填有不同染色的充填料，所述立板(2)包括若干个立板条(20)，且相邻的所述立板条(20)间沿轴向滑动卡接匹配，所述顶板(3)包括若干个顶板条(30)，且相邻的所述顶板条(30)间沿轴向滑动卡接匹配，所述立板(2)、顶板(3)、第一插板(4)、第二插板(5)和第三插板(6)的表面分别沿轴向设置有刻度线。/n...

【技术特征摘要】
1.一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，包括箱体(1)，所述箱体(1)内充填有地层特性相似材料配置的填充料，其特征在于：所述箱体(1)顶端的开口处沿水平方向滑动卡接有顶盖(11)，所述箱体(1)的侧面从下至上依次沿水平方向开设有第二插口(13)、第三插口(14)和第四插口(15)，所述箱体(1)侧面位于所述第二插口(13)中间位置的下方沿竖直方向开设有第一插口(12)，所述第一插口(12)内滑动插装有立板(2)，所述第二插口(13)的前半段内插装有顶板(3)，且第二插口(13)的后半段内插装有第一插板(4)，所述第三插口(14)内插装有第二插板(5)，所述第四插口(15)内插装有第三插板(6)，所述箱体(1)的内侧壁分别开设有与所述立板(2)、顶板(3)、第一插板(4)、第二插板(5)和第三插板(6)的里端卡接匹配的插槽(17)，所述箱体(1)为透明材质，且箱体(1)内除所述立板(2)与所述顶板(3)围成腔体外的其余腔体内分别充填有不同染色的充填料，所述立板(2)包括若干个立板条(20)，且相邻的所述立板条(20)间沿轴向滑动卡接匹配，所述顶板(3)包括若干个顶板条(30)，且相邻的所述顶板条(30)间沿轴向滑动卡接匹配，所述立板(2)、顶板(3)、第一插板(4)、第二插板(5)和第三插板(6)的表面分别沿轴向设置有刻度线。


2.根据权利要求1所述的一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，其特征在于：所述立板条(20)的顶面沿轴向设置有立板滑槽(204)，且立板条(20)的底面设置有与所述立板滑槽(204)滑动卡接匹配的立板滑条(205)。


3.根据权利要求2所述的一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，其特征在于：所述箱体(1)内腔底面的中线位置设置有与所述立板滑条(205)滑动卡接匹配的底面滑槽(18)。


4.根据权利要求3所述的一种砂卵石地层盾构施工地层运移可视化试验装置，其特征在于：所述顶板条(30)的背面分别沿轴向开设有顶板滑槽(304)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：万朝栋，晋智毅，刘子田，
申请(专利权)人：中铁十八局集团第四工程有限公司，中铁十八局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12