一种盾构隧道地层作用模拟试验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种盾构隧道地层作用模拟试验装置及方法，包括加载模块、试验模块、监测系统模块以及移动测量模块；试验模块包括模型试验箱、衬砌管片模型；所述的模型试验箱内安装有衬砌管片模型；加载模块为试验装置的动力系统，由反力支架、液压千斤顶和伺服控制系统组成；所述的反力支架安装在模型试验箱上，液压千斤顶固定在反力支架上，对衬砌管片模型施加加载力；监测系统模块包括电阻式土压力计、应变计以及电阻式位移计，所述的电阻式土压力计安装于管片外壁，用于测量管环土压力；应变计与电阻式位移计安装于管片外壁，分别用于测量管环应力变化及位移大小，电阻式土压力计、应变计以及电阻式位移计均与动态监测系统相连。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道地层作用模拟试验装置及其试验方法
本专利技术涉及隧道试验领域，尤其涉及一种用于模拟盾构隧道运营期衬砌受力变形的模拟试验装置及方法。
技术介绍
随着我国经济发展和地铁建设步伐加快，隧道结构作为地下空间的一个重要结构在国内已被广泛的应用。其中盾构隧道因其掘进速度快、施工扰动小、不影响地面交通等优点，逐渐成为地下轨道交通建设的最佳结构形式。目前大量已建成通车的盾构隧道开始进入运营期，其运行安全稳定问题变得越来越重要。由于盾构隧道大多穿越多种地层，复杂的地层条件为隧道的稳定运行带来了极大的挑战，其沉降在隧道纵向呈现很大的不均匀性，当隧道衬砌存在过量变形量或者纵向曲率达到一定量值时，将产生衬砌裂缝、错台、接头张开等众多病害导致隧道衬砌管片稳定性衰减，严重影响隧道衬砌结构安全及正常运行。因此如果能模拟运营期盾构隧道衬砌结构的受力变形情况来研究隧道的稳定性演化机理，构建盾构隧道运行形态评价方法，对盾构隧道进行准确评价，便能提前开展维护处理、减少灾害的发生，保障隧道安全稳定运行。
技术实现思路
针对国内现状和上述问题，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构隧道地层作用模拟试验装置，其特征在于，包括加载模块、试验模块和监测系统模块；/n所述的试验模块包括模型试验箱、衬砌管片模型；所述的模型试验箱内安装有衬砌管片模型；/n所述加载模块为试验装置的动力系统，由反力支架、液压千斤顶和伺服控制系统组成；所述的反力支架安装在模型试验箱上，液压千斤顶固定在反力支架上，对衬砌管片模型施加加载力；/n所述的监测系统模块包括电阻式土压力计、应变计和电阻式位移计，所述的电阻式土压力计安装于管片外壁，用于测量管环土压力；应变计与电阻式位移计安装于管片外壁，分别用于测量管环应力变化及位移大小，电阻式土压力计、应变计以及电阻式位移计均与动态监测系统相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道地层作用模拟试验装置，其特征在于，包括加载模块、试验模块和监测系统模块；
所述的试验模块包括模型试验箱、衬砌管片模型；所述的模型试验箱内安装有衬砌管片模型；
所述加载模块为试验装置的动力系统，由反力支架、液压千斤顶和伺服控制系统组成；所述的反力支架安装在模型试验箱上，液压千斤顶固定在反力支架上，对衬砌管片模型施加加载力；
所述的监测系统模块包括电阻式土压力计、应变计和电阻式位移计，所述的电阻式土压力计安装于管片外壁，用于测量管环土压力；应变计与电阻式位移计安装于管片外壁，分别用于测量管环应力变化及位移大小，电阻式土压力计、应变计以及电阻式位移计均与动态监测系统相连。


2.如权利要求1所述的一种盾构隧道地层作用模拟试验装置，其特征在于，还包括移动测量模块，所述的移动测量模块包括匀速行进装置以及安装在匀速行进装置上的三维激光扫描仪、CCD相机、补光装置和电脑；所述的三维激光扫描仪用于提供了优质的点云数据，完整的呈现隧道整体结构状况，并通过点云综合处理软件进行基础点云的滤波、抽稀、分割，并自动生成DEM、等高线；CCD相机可用于拍摄管片的裂缝，并利用补光装置进行补光；CCD相机和三维激光扫描仪采集的图像以及数据发送给电脑。


3.如权利要求2所述的一种盾构隧道地层作用模拟试验装置，其特征在于，所述的匀速行进装置为小型履带式机器人。


4.如权利要求2所述的一种盾构隧道地层作用模拟试验装置，其特征在于，所述的移动测量模块还包括手持式三维激光扫描仪，所述的手持式三维激光扫描仪用于补充完善缺失的点云数据。


5.如权利要求1所述的一种盾构隧道地层作用模拟试验装置，其特征在于，所述的反力支架包括两个，每个反力架底部与钢柱固定连接，钢柱嵌入下部模型试验箱底板上；所述的反力架包括矩形承载架和弧形承载架，弧形承载架固定在矩形承载架下方且与矩形承载架相连。


6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，李佳，解全一，左志武，王飞，常洪雷，韩勃，王剑宏，
申请(专利权)人：山东大学，山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37