本实用新型专利技术公开了一种在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，包括：模型箱，所述模型箱为顶部开口中空结构；试验土，所述试验土用于模拟土体结构，所述试验土设置在所述模型箱内；管幕结构，所述管幕结构设置在所述试验土中；工作井，所述工作井包括：第一定位板，所述第一定位板与所述顶管连接，所述第一定位板包括：第一定位孔，所述第一定位孔大小与所述顶管相匹配；第一挖孔，所述第一挖孔尺寸对应于所述顶管围成的空间截面；挡板，所述挡板与所述定位板共同围成了所述工作井的顶部开口长方体结构；开挖封闭板，所述开挖封闭板设置在所述第一挖孔处，用以封闭所述第一挖孔；离心机，所述离心机接纳所述模型箱用以提供超重力环境。重力环境。重力环境。
【技术实现步骤摘要】
一种在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置
[0001]本技术涉及岩土及地下工程领域，特别涉一种在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置。
技术介绍
[0002]近代以来，随着城市地下空间的快速发展，地下开挖对环境影响的问题，越来越引起人们的高度重视。地下开挖施工方法的选择，难免面临场地狭窄、周边建筑物众多、市政管线繁杂等问题，对施工期间的交通、环保的要求也越来越高，使得地下开挖施工条件差，施工难度大。管幕暗挖工法由于其独特的施工方法以及优点开始受到人们的重视。管幕暗挖工法是在始发井与接收井之间,利用小型顶管机将钢管顶进到土体中,各单管间依靠锁口在钢管侧面相接形成管排,并在锁口空隙注入止水剂以达到止水要求,形成超前支护,然后再采用暗挖施工进行地下构筑物施工的一种新型暗挖法施工技术。管幕暗挖工法具有安全性高、工期较短、地表沉降小、可以开挖的空间大、对地面交通的影响小、施工方便等特点。
[0003]中国专利CN107246023A公开了一种隧道管幕冻结法施工的物理模型实验装置及实验方法。该装置包括：实验平台，用于提供安装空间；加载系统，其包括：箱体，安装在实验平台上；反力架，位于箱体上方并固定安装在实验平台上；液压缸，置于反力架和箱体之间；土体，置于箱体内；钢管支架，置于土体内；多个模拟顶管，活动安装在钢管支架上以形成管幕并置于土体内；冻结系统，用于对管幕进行冻结以形成冻结壁；数据采集系统，用于采集管幕的温度信息、位移信息和压力信息。
[0004]但是上述隧道管幕冻结法施工物理模型实验装置及实验方法只适用于对冻土层的模拟，不适用于对于岩土工程的实验模拟环境。
技术实现思路
[0005]本申请实施例通过提供一种在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，解决了现有技术中的实验装置不适用于对于岩土工程的实验环境的模拟，实现了还原现场的应力等级，进行管幕结构暗挖施工对周围环境整体影响规律的研究。
[0006]本申请实施例提供了一种在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，包括：
[0007]模型箱，所述模型箱为顶部开口中空结构；
[0008]试验土，所述试验土用于模拟土体结构，所述试验土设置在所述模型箱内；
[0009]管幕结构，所述管幕结构设置在所述试验土中，所述管幕结构包括：
[0010]顶管，所述顶管之间密封连接；
[0011]工作井，所述工作井包括：
[0012]第一定位板，所述第一定位板与所述顶管连接，所述第一定位板包括：
[0013]第一定位孔，所述第一定位孔大小与所述顶管相匹配；
[0014]第一挖孔，所述第一挖孔尺寸对应于所述顶管围成的空间截面；
[0015]挡板，所述挡板与所述定位板共同围成了所述工作井的顶部开口长方体结构；
[0016]开挖封闭板，所述开挖封闭板设置在所述第一挖孔处，用以封闭所述第一挖孔；
[0017]离心机，所述离心机接纳所述模型箱用以提供超重力环境。
[0018]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置还包括：
[0019]管幕支撑系统，所述管幕支撑系统设置在所述管幕结构内，用于支撑开挖后的土体结构，所述管幕支撑系统包括：
[0020]上支撑垫板，所述上支撑垫板上设置有螺纹孔；
[0021]下支撑垫板，所述下支撑垫板上设置有螺纹孔；
[0022]支撑调节杆，所述支撑调节杆两端带有螺纹，设置在所述上支撑垫板与下支撑垫板之间；
[0023]间距板，所述间距板用于保持间距。
[0024]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，还包括支撑杆，所述支撑杆为一根两端设置有螺帽的螺纹杆，所述螺帽可沿螺纹杆调节位置。
[0025]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述管幕结构还包括：
[0026]搭接板，所述搭接板搭接于所述顶管之间。
[0027]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述模型箱为透明材料。
[0028]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述管幕结构还包括：
[0029]分隔板，所述分隔板设置于所述管幕结构内，所述分隔板用于对开挖土层的分层。
[0030]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述第一定位孔为通孔或盲孔。
[0031]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述搭接板用胶水搭接于所述顶管之间。
[0032]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述模型箱为长方体结构。
[0033]优选地，所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，所述第一挖孔为矩形空间截面。
[0034]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0035]1.由于采用了离心机中加速固结，不仅在极大程度上还原现场土的特性，而且大大缩短固结时间。
[0036]2.由于采用了管幕支撑系统可以有效且较为简单的实现对管幕结构下暗挖施工的开挖与支撑过程的模拟。
[0037]3.利用离心机的加速还原现场的应力等级,可以实现现场实际应力等级下管幕结构暗挖施工对周围环境影响规律的综合研究结果。
附图说明
[0038]图1为本申请优选实施例的管幕法暗挖施工的模拟装置的一部分的主视图，其中未示出模拟装置中所采用的离心机；
[0039]图2为本申请优选实施例的管幕法暗挖施工的模拟装置的侧视图，其中也未示出模拟装置中所采用的离心机；
[0040]图3为本申请优选实施例的在超重力场中进行管幕暗挖施工的模拟装置的示意图，尤其示出了相关的离心机配置；
[0041]图4为本申请优选实施例的管幕支撑系统的主视图；
[0042]图5为本申请优选实施例的管幕支撑系统的侧视图。
[0043]附图标记：
[0044]模型箱100；
[0045]试验土200；
[0046]管幕结构300；
[0047]顶管310；
[0048]搭接板320；
[0049]分隔板330；
[0050]工作井400；
[0051]第一定位板410；
[0052]第二定位板411；
[0053]挡板420；
[0054]开挖封闭板430；
[0055]支撑杆440；
[0056]管幕支撑系统500；
[0057]支撑调节杆501；
[0058]支撑垫板502；
[0059]间距板503；
[0060]离心机10.
具体实施方式
[0061]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，相同或类似的标号表本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，其特征在于，包括：模型箱，所述模型箱为顶部开口中空结构；试验土，所述试验土用于模拟土体结构，所述试验土设置在所述模型箱内；管幕结构，所述管幕结构设置在所述试验土中，所述管幕结构包括：顶管，所述顶管之间密封连接；工作井，所述工作井包括：第一定位板，所述第一定位板与所述顶管连接，所述第一定位板包括：第一定位孔，所述第一定位孔大小与所述顶管相匹配；第一挖孔，所述第一挖孔尺寸对应于所述顶管围成的空间截面；挡板，所述挡板与所述定位板共同围成了所述工作井的顶部开口长方体结构；开挖封闭板，所述开挖封闭板设置在所述第一挖孔处，用以封闭所述第一挖孔；离心机，所述离心机接纳所述模型箱用以提供超重力环境。2.根据权利要求1所述的在超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置，其特征在于，所述超重力场中进行管幕法暗挖施工的模拟装置还包括：管幕支撑系统，所述管幕支撑系统设置在所述管幕结构内，用于支撑开挖后的土体结构，所述管幕支撑系统包括：上支撑垫板，所述上支撑垫板上设置有螺纹孔；下支撑垫板，所述下支撑垫板上设置有螺纹孔；支撑调节杆，所述支撑调节杆两端带有螺纹，设置在所述上支撑垫板与下支撑垫板之间；间距板，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉茂杰，王欣杰，施文捷，卞国强，马险峰，李金定，潘伟强，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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