本实用新型专利技术公开了一种多个隧道共建试验模型装置，本方案通过在系统框架内设置岩土体，然后以压力传感单元、位移计作为应力变形监测系统、多个摄像单元作为摄像系统、多组施压组件作为施压系统、钻机配合移动机构作为机械手开挖系统等等，令其在以岩土体作为主载体的岩土体模拟系统进行隧道挖掘模拟，通过本实用新型专利技术能够精细化、可视化地获取临近地下洞室结构及围岩系统相互作用行为，并对获取的洞室、围岩应力场、位移场进行深入分析，便于深入探索隧道相互影响的力学机理，为合理施工顺序的提出提供技术支撑及理论依据。的提出提供技术支撑及理论依据。的提出提供技术支撑及理论依据。
【技术实现步骤摘要】
一种多个隧道共建试验模型装置
[0001]本技术涉及工程模拟装置领域，尤其涉及一种多个隧道共建试验模型装置。
技术介绍
[0002]随着地面建筑密度越来越高，地面可利用空间越来越小，人们逐渐将目光转向了地下。目前，为了满足经济建设及城市发展需求，大量一二线城市在地下修建了大量地下建筑结构，如地铁隧道、铁路或公路隧道、综合管廊、地下停车场等，由于地下空间的密集开发，不可避免引发各种复杂的结构相互作用及环境问题等，如地表下沉、周边建筑倾斜及开裂、管线破裂等现象，这些已经成为城市现代化建设中亟待解决的问题。而未充分摸清多个洞室的施工力学特性及环境影响情况，未采用科学合理的施工顺序或施工方法等是导致群洞施工引发系列环境问题的根本所在。因此研究城市地下空间开发中多隧共建相互作用及环境影响问题是一个重要的研究课题。
[0003]工程实践中，地铁隧道、公路隧道、综合管廊隧道等平行或上下交叉、斜交修建已成常态，由于各隧道的使用功能、断面形式、地层条件及环境特点等不尽相同，故采用的隧道施工方法及产生的施工力学特性不尽相同。而且是临近洞室，施工中必然存在开挖工法、支护措施、开挖顺序等优化问题，使得施工对隧道、围岩及环境的影响降到最低，因此进行考虑相邻群洞隧道施工过程的试验研究、开展力学性状分析并优化施工方案显得尤为关键。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提出一种模拟可靠、实施便利且操作灵活，数据参考性佳的多个隧道共建试验模型装置。
[0005]为了实现上述的技术目的，本技术所采用的技术方案为：
[0006]一种多个隧道共建试验模型装置，其包括：
[0007]试验框架，为箱型框架结构，其箱型框架结构内形成试验模拟区；
[0008]岩土体，设置在试验框架内且一端，其一端面朝向试验框架另一端；
[0009]施压组件，为多组且分别与岩土体水平两侧和上端面对应，所述施压组件一端与岩土体表面相抵，另一端与试验框架固定连接，将岩土体固定在试验框架内；
[0010]钻机，设置在岩土体与试验框架另一端之间，所述钻机具有钻头，该钻头朝向岩土体的一端面；
[0011]移动机构，设置在试验框架上端且通过连接件与钻机连接，令钻机被悬吊于试验框架内，且由移动机构辅助移动钻机；
[0012]摄像单元，为多个且呈阵列布设在试验框架的另一端，所述摄像单元的影像摄取端朝向岩土体一端面。
[0013]作为一种可能的实施方式，进一步，所述施压组件包括：
[0014]钢面板，为多块且与岩土体上端面和水平两侧一一对应，并固定设置在与岩土体
上端面或水平两侧相对的试验框架侧面；
[0015]顶撑单元，为多组且每组顶撑单元与一块钢面板对应，所述顶撑单元包括呈阵列布设的多个液压油缸，多个液压油缸的主体固定在钢面板上，其活塞杆与岩土体相抵，将岩土体固定在试验框架内。
[0016]作为一种可能的实施方式，进一步，所述移动机构包括平移组件和升降组件，所述平移组件设置在钻机上方的试验框架上，所述升降组件与平移组件连接，所述钻机通过连接件与升降组件连接，且由平移组件带动升降组件和钻机在岩土体和试验框架另一端之间平移，由升降组件带动钻机升降。
[0017]作为一种较优的实施选择，优选的，所述连接件为万向旋转轴。
[0018]作为一种可能的实施方式，进一步，所述摄像单元为多个可变焦摄像机，其呈阵列布设在试验框架的另一端，所述试验框架通过夹持组件与摄像单元固定连接。
[0019]作为一种较优的实施选择，优选的，所述夹持组件包括：
[0020]第一安装板，为一对且相对设置，其设有延伸至长度方向两端的腰型槽；
[0021]第二安装板，为多个且相互平行设置，第二安装板的两端分别通过锁紧螺栓配合螺母可拆卸锁附固定在一对第一安装板上；
[0022]夹持单元，为多个且滑动连接在第二安装板上，所述夹持单元与摄像单元一一对应并对应夹持连接。
[0023]作为一种较优的实施选择，优选的，所述夹持单元包括：
[0024]第一连接板，为匚形结构，其匚形结构内的下侧设有第一软垫；
[0025]第一螺栓，其螺杆端由第一连接板的上侧螺纹穿入到第一连接板的匚形结构内；
[0026]第一夹板，上端面通过转动连接件与第一螺栓穿入到第一连接板的匚形结构内的端末转动连接，第一连接板的下端面设有第二软垫且第一软垫和第二软垫之间形成用于夹持摄像单元的夹持区；
[0027]第二连接板，固定在第一连接板远离其开口侧的侧面上，所述第二安装板为匚形板，其匚形下侧设有第一滑槽，其匚形上侧设有第二滑槽，所述第二连接板穿入到第二安装板的匚形结构内；
[0028]第二螺栓，其螺杆端由第二滑槽穿入到第二安装板的匚形结构内且与第二连接板上端面螺纹连接，将第二连接板滑动约束于第二安装板的匚形结构内；
[0029]第二夹板，设置在第二连接板与第二安装板的匚形结构下侧之间；
[0030]拉杆，一端由第一滑槽穿入到第二安装板的匚形结构内且与第二夹板固定连接，另一端外露在第二安装板外；
[0031]弹簧，套设在拉杆穿入到第二安装板内的端部且分别与第二夹板和第二安装板相抵，使第二夹板将第二连接板抵接约束在第二安装板的匚形结构内。
[0032]作为一种较优的实施选择，优选的，所述第二夹板的上端面还设有第三软垫。
[0033]作为一种较优的实施选择，优选的，本方案还包括：
[0034]压力传感单元，为多个且预埋设置在岩土体内，其用于感应岩土体受钻机开挖时的内部压力变化。
[0035]位移计，为多个且设置在岩土体表面，其用于感应岩土体受钻机开挖时的位移距离。
[0036]基于上述方案，本技术还提供一种多个隧道共建试验模型装置的试验方法，其包括上述所述的多个隧道共建试验模型装置，所述试验方法包括如下步骤：
[0037]S01、模型装样：按预设研究需要，将从工程现场获取的岩土体，然后将其分层装入到模型箱内，再通过静置、碾压、对其进行外观整理和成型，同时，将压力传感单元预埋其中，继而使其达到预设规格后，再置于模型框架内；
[0038]S02、试验监测系统布设：按预设条件和要求将位移计布设在成型至预设规格的岩土体表面，安装摄像单元，使其布设于预设位置；
[0039]S03、模型加载，按预设要求，通过施压组件对岩土体加载不同的压力，模拟岩土体在不同地层压力或载荷作用情况；
[0040]S04、启动钻机，通过移动机构带动钻机的钻头对岩土体进行开挖模拟，同时通过压力传感单元、位移计和摄像单元进行监测；
[0041]S05、获取钻机对岩土体开挖过程中的围岩应力场、位移场和地表沉降数据，将其作为分析隧道之间、隧道和围岩之间作用行为。
[0042]采用上述的技术方案，本技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案通过在系统框架内设置岩土体，然后以压力传感单元、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多个隧道共建试验模型装置，其特征在于，其包括：试验框架，为箱型框架结构，其箱型框架结构内形成试验模拟区；岩土体，设置在试验框架内且一端，其一端面朝向试验框架另一端；施压组件，为多组且分别与岩土体水平两侧和上端面对应，所述施压组件一端与岩土体表面相抵，另一端与试验框架固定连接，将岩土体固定在试验框架内；钻机，设置在岩土体与试验框架另一端之间，所述钻机具有钻头，该钻头朝向岩土体的一端面；移动机构，设置在试验框架上端且通过连接件与钻机连接，令钻机被悬吊于试验框架内，且由移动机构辅助移动钻机；摄像单元，为多个且呈阵列布设在试验框架的另一端，所述摄像单元的影像摄取端朝向岩土体一端面。2.如权利要求1所述的多个隧道共建试验模型装置，其特征在于，所述施压组件包括：钢面板，为多块且与岩土体上端面和水平两侧一一对应，并固定设置在与岩土体上端面或水平两侧相对的试验框架侧面；顶撑单元，为多组且每组顶撑单元与一块钢面板对应，所述顶撑单元包括呈阵列布设的多个液压油缸，多个液压油缸的主体固定在钢面板上，其活塞杆与岩土体相抵，将岩土体固定在试验框架内。3.如权利要求1所述的多个隧道共建试验模型装置，其特征在于，所述移动机构包括平移组件和升降组件，所述平移组件设置在钻机上方的试验框架上，所述升降组件与平移组件连接，所述钻机通过连接件与升降组件连接，且由平移组件带动升降组件和钻机在岩土体和试验框架另一端之间平移，由升降组件带动钻机升降。4.如权利要求3所述的多个隧道共建试验模型装置，其特征在于，所述连接件为万向旋转轴。5.如权利要求1所述的多个隧道共建试验模型装置，其特征在于，所述摄像单元为多个可变焦摄像机，其呈阵列布设在试验框架的另一端，所述试验框架通过夹持组件与摄像单元固定连接。6.如权利要求5所述的多个隧道共建试验模型装置，其特征在于，所述夹持组件包括：第一安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚志雄，刘耀星，刘国买，周岐窗，胡钟予，陈进，徐云山，李志高，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：新型
国别省市：
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