越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式测试装置及方法制造方法及图纸

越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式测试装置及方法，装置包括模型箱、传动装置及测试系统。模型箱包括主箱体(1)，钢支架(2)和开挖模块(3)。主箱体由填土箱(51)和水箱(52)组成，安装在钢支架上方。开挖模块由模型隧道(31)和活动挡板(32)构成，位于填土箱内部，与填土箱侧壁相连，用以模拟实际盾构掘进过程中开挖面的变位模式。传动装置包括减速电机(13)、齿轮组(14)、螺杆(15)，通过传动装置控制开挖模块的运行。测试系统包括x射线发射装置(16)及观测装置(17)，用以对土体三维破坏过程进行观测。方法包括：平整场地、设备布置、土样制备、土体饱和、形成渗流、试验和记录数据、清理填土箱并重复测试。理填土箱并重复测试。理填土箱并重复测试。

【技术实现步骤摘要】
越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式测试装置及方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及一种越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式测试装置及方法，属盾构隧道


技术介绍

[0003]随着国家海洋战略、国家大通道建设计划的实施以及滨海城市建设的迅猛发展，越江跨海隧道工程大量涌现，且工程规模和上覆水压力也不断增加。在越江海隧道的建设中，盾构法由于其施工速度快、受环境影响小等特点，具有明显的优越性，目前在国内外均已成为此类工程施工的主流方法。然而，越江海隧道盾构施工过程不可避免会受到渗流影响。渗透力作为一种体积力作用于掌子面土骨架之上，将会极大的改变其在盾构掘进过程中的变形及破坏模式，并进而影响掌子面土压力的大小。而目前，掌子面土压力及盾构隧道掌子面支护压力的计算多针对干土情况，无法考虑渗流的影响，一大原因在于难以获得渗流影响下实际盾构隧道掌子面土体三维破坏模式。在此背景之下，有必要提出一种越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式的测试装置与方法，从而更准确的对越江海盾构隧道掌子面土压力进行评估，并对不同工况下掌子面支护压力的选择进行指导。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式的测试装置，其特征在于，所述装置包括模型箱、传动装置及测试装置；所述模型箱体与所述传动装置相连接，通过所述传动装置控制活动挡板的移动，模拟越江海盾构隧道开挖过程中的掌子面变位模式；所述模型箱由主箱体、钢支架、开挖模块组成；主箱体安装在钢支架上方，开挖模块位于主箱体内部，通过螺栓与主箱体连接；所述传动装置包括减速电机、螺杆和齿轮组；所述减速电机固定在钢支架上；所述螺杆水平放置，一端与活动挡板相连，另一端通过齿轮组与减速电机相连；所述测试装置包括x射线发射装置和观测装置；所述x射线发射装置由同步光源、偏转磁铁、摇摆器和单色仪组成；所述观测装置为一使用x射线感光材料底片的相机系统；所述装置模拟盾构隧道开挖，通过x射线发射装置对测试土样进行扫描，观测装置记录土体位移场，从而得到土体破坏模式。2.根据权利要求1所述的越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式的测试装置，其特征在于，所述主箱体为长方体结构，其正面和背面为透光玻璃面板，两侧壁及底板为不锈钢板；所述主箱体内部设置一塑料隔板，将主箱体分为填土箱和水箱两个部分；所述塑料隔板底部悬空，板上开凿有透水孔；所述主箱体位于填土箱一侧的侧壁设有圆口，用于安装开挖模块，而位于水箱一侧的侧壁则开设有水位孔；所述填土箱填充土样，所述水箱充满水。3.根据权利要求1所述的越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式的测试装置，其特征在于，所述开挖模块由活动挡板和模型隧道构成；所述活动挡板为一圆形不锈钢板，侧边上贴有一圈防水垫圈，用以防止测试过程中的渗漏，边缘开有在圆周方向均布的六个排水孔，用以在测试过程中产生渗流；所述活动挡板的圆心位置开有一圆形槽，用于放置土压力盒；在活动挡板背面安装百分表；所述活动挡板的圆形槽旁开有一测压孔，并连接测压管，用于在测试过程中测量孔隙水压力；所述模型隧道为水平方向布置的不锈钢制圆筒形模型隧道，内壁镀锌，内径尺寸与活动挡板外轮廓尺寸相同，外边缘与所述填土箱侧壁圆孔处通过防水螺栓连接；所述活动挡板与所述传动装置的螺杆端部垂直相连；在传动装置的作用下，所述活动挡板水平方向在模型隧道内自由水平移动。4.根据权利要求1所述的越江海盾构隧道掌子面土体三维破坏模式测试装置，其特征在于，所述x射线发射装置和观测装置分别安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁禄钜，徐长节，崔允亮，尹鑫晟，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：