一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置制造方法及图纸

一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置，包括模型箱（100）、模型土（17）、上层隧道模拟件（6）、下层隧道模拟件（7）、上下层隧道中填材料（16）和插板（200）。模型箱上设有多层插孔，插孔插有插板。插孔上设置上层隧道模拟件（6）；插孔下方设置下层隧道模拟件（7）。所述装置对不共板公轨共建隧道的不同工况（不同间距、不同中填材料）进行模拟。本实用新型专利技术所涉及的上下层隧道间距可与现场实际情况相结合，模拟的工况更加真实，可以得到更加可信的试验数据；本实用新型专利技术所设计的模型试验箱可适用于不同形状的公轨共建隧道模拟件，适用性广。适用性广。适用性广。

【技术实现步骤摘要】
一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置


[0001]本技术涉及一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置，属隧道模型试验


技术介绍

[0002]为了科学合理地开发利用城市地下空间资源，促进土地节约集约利用，提升城市综合承载能力，国内许多城市开始修建公轨共建隧道这种新型隧道形式。公轨共建隧道是指公路隧道和地铁隧道同期建设，这样可避免地面的二次开挖，并能在一定程度上保证地下空间的合理布局。然而这种隧道形式的受力和变形机理还需要进行大量的科学研究，隧道模型试验即为开展相关研究的一种重要方式。
[0003]目前，关于公轨共建隧道的模型试验中，利用模型试验研究不共板公轨共建隧道的上下层隧道间距及中填材料尚且没有报道。并且在进行公轨共建隧道模型试验时，由于上下两层隧道的存在，在实验过程中经常会出现对模型土进行多次开挖，从而导致试验工作量和时间成本的提高。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是，为了对不共板公轨共建隧道的上下层隧道间距及中填材料进行研究，并避免模型土的多次开挖，提出一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置。
[0005]实现本技术的技术方案如下，一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置，包括模型箱、模型土、上层隧道模拟件、下层隧道模拟件、填充材料和插板；所述的模型箱为一长方形立式箱体，包括箱体框架和上盖板；所述箱体框架中部水平位置连续设有从上到下的一号插孔、二号插孔、三号插孔和四号插孔，五号插孔设置在模型箱底部上面；一号插孔上方设有上层隧道模拟件；四号插孔之下与五号插孔之上的空间设有下层隧道模拟件；上层隧道模拟件与下层隧道模拟件周围的空间填充模型土；所有插孔能插入插板，所有插孔均装有能紧密闭合的插盖，防止模型土从插孔泄露。插盖外侧的中部安装有活动门把手。
[0006]所述模型箱左右两侧壁的下部安装有用于排水的龙头。
[0007]所述上层隧道模拟件和下层隧道模拟件由水平方向，即垂直于箱体框架的竖直方向分布，且分别设有隧道的轮廓线。
[0008]所述模型箱的箱体前壁由高强度钢化玻璃制作而成，便于直接观察模型箱内部情况。
[0009]所述插板在插入插孔之后两端可使用螺栓固定，防止发生插板滑移的现象。
[0010]所述一号插孔、二号插孔、、三号插孔、四号插孔和五号插孔等间距，层高均为h。
[0011]所述一号插孔与二号插孔，二号插孔与三号插孔，三号插孔与四号插孔以及五号插孔与底板之间位于箱体框架的后侧壁处设有四个可开闭的活动门，可用来清除与添加填
充材料。
[0012]所述插板由高强度薄钢板制作而成，防止发生由于承重能力不足而导致模型土垮塌；所述插板插入插孔和从插孔拔出不会造成模型土材料的错位。
[0013]所述上层隧道模拟件与下层隧道模拟件之间插孔的中填材料用于模拟填充在公轨共建隧道上层隧道和下层隧道之间的填充材料；中填材料根据研究需要选择包括不同密实度的砂土、不同强度的混凝土材料。
[0014]本技术的有益效果在于，本技术可以将不共板公轨共建隧道的不同工况（不同间距、不同中填材料）用同一个模型试验装置进行模拟，操作简便，省时省力；本技术所涉及的上下层隧道间距可与现场实际情况相结合，模拟的工况更加真实，可以得到更加可信的试验数据；本技术所设计的模型试验箱可适用于不同形状的公轨共建隧道模拟件，适用性广。
附图说明
[0015]图1为用于研究不共板公轨共建隧道模型试验装置示意图；
[0016]图2是图1模型箱的侧视图；
[0017]图3是图1模型箱的俯视图；
[0018]图4是插板示意图；
[0019]图5是试验完成后模型实验装置示意图；
[0020]图中，1为一号插孔；2为二号插孔；3为三号插孔；4为四号插孔；5为五号插孔；6为上层隧道模拟件；7为下层隧道模拟件；8为活动门把手；9为模型框；10为左侧壁；11为右侧壁；12为底壁；13为前壁；14为后壁；15为螺栓孔；16为填充材料；17为模型土；18为排水龙头；100为模型箱；200为插板。
具体实施方式
[0021]本实施例中，用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置如图1所示，该模型试验装置包括模型箱100和插板200。
[0022]如图1
‑
5所示，在本实施例中模型箱100包括模型框9、左侧壁10、右侧壁11、底壁12、前壁13、后壁14、上层隧道模拟件6和下层隧道模拟件7。模型箱各面由透明的钢化玻璃制成可观测到模型箱内部情况及隧道变形情况。
[0023]在左侧壁10和右侧壁11上有一号插孔1、二号插孔2、三号插孔3、四号插孔4、五号插孔5，用于放置插板200。
[0024]在前壁上，一号插孔1和二号插孔2之间、二号插孔2和三号插孔3之间、三号插孔3和四号插孔4之间、五号插孔5和底壁13之间为可打开的活动门，活动门上有把手8。
[0025]一号插孔1和二号插孔2之间、二号插孔2和三号插孔3之间、三号插孔3和四号插孔4之间、五号插孔5和底壁13之间的间距相同。
[0026]插板200上有用来固定位置的螺栓孔15。在上层隧道模拟件6和下层隧道模拟件7之间为填充材料16，剩余空间用模型土17填充，可根据试验自行确定。在左侧壁10和右侧壁11上还有可以用来排水的龙头18，用于模拟地下水。
[0027]实际工程中，上下层隧道的间距可能存在多种不同的工况。因此，本技术中提
到的插孔数量可相应的做出调整。
[0028]以下是实施例的具体实施步骤：
[0029]（1）按照试验要求确定试验装置的尺寸、各插孔之间的距离h以及填充材料的种类
[0030]（2）使用记号笔标注出模型箱内壁下层隧道模拟件的具体位置，并保证二号插孔2位于下层隧道模拟件7的正上方
[0031]（3）在模型箱中填充模型土17，按记号笔的位置放置好下层隧道模拟件7，将插板插入二号插孔2
[0032]（4）在一号插孔1与二号插孔2之间的空间内填筑填充材料16，将插板插入一号插孔，在上面放置上层隧道模拟件再填筑模型土17并压实，将插板全抽出，可测得上下层隧道模拟件在第一种间距下的数据。
[0033]（5）将插板分别插入一号插孔1和五号插孔5，清除掉五号插孔1与底板13之间的模型土17，再抽出五号插板5，让下层隧道模拟件7和模型土自由落下，再将插板插入三号插孔3，在二号插孔2和三号插孔3之间填筑相同的填充材料16，将所有插板抽出，此时可测出上下层隧道模拟件在第二种间距下的数据。
[0034]（6）按照相同办法在三号插孔3和四号插孔4之间填筑相同的填充材料16，将所有插板抽出，此时可测出上下层隧道模拟件在第三种间距下的数据。
[0035]在本实施例中，在步骤（4）中可利用一号插孔1和二号插孔2之间的活动门来改变不同的填充材料，同样地，在步骤（5）中可利用二号插孔2和三号插孔3之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置，其特征在于，所述装置包括模型箱、模型土、上层隧道模拟件、下层隧道模拟件、上下层隧道中填材料和插板；所述的模型箱为一长方形立式箱体，包括箱体框架；所述箱体框架中部水平位置连续设有从上到下的一号插孔、二号插孔、三号插孔和四号插孔，五号插孔设置在模型箱底部上面，插孔上下有箱体隔板隔开；一号插孔上方设有上层隧道模拟件；四号插孔之下与五号插孔之上的空间设有下层隧道模拟件；上层隧道模拟件与下层隧道模拟件周围的空间填充模型土；所有插孔能插入插板，每一个插孔都附带一个与插孔大小一致能紧密闭合的插盖，防止模型土从插孔泄露；所述上层隧道模拟件和下层隧道模拟件由水平方向，即垂直于箱体框架的竖直方向分布，且分别设有隧道的轮廓线。2.根据权利要求1所述的一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置，其特征在于，所述模型箱的箱体前壁由高强度钢化玻璃制作而成。3.根据权利要求1所述的一种用于研究不共板公轨共建隧道模型的试验装置，其特征在于，所述插板...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔跃跃，黄展军，童立红，李涛，梁新欢，郭望龙，赵永，台振东，姚元，邱友根，朱碧堂，丁海滨，宋海霞，
申请(专利权)人：中铁十四局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：