用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型制造技术

本发明专利技术提供一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，包括管片、试验盾壳、周围挡板、透明盖板、千斤顶、刚性框架、牵引机构、牵引绳、注浆管组件和高清摄像头；管片、周围挡板和透明盖板围护形成盾尾间隙；试验盾壳设置于盾尾间隙内；千斤顶压紧试验盾壳；牵引机构通过牵引绳连接试验盾壳的前侧；试验盾壳的后侧与管片和透明盖板之间设置有密封油脂，试验盾壳的后侧、管片、透明盖板和周围挡板配合形成一密封腔；注浆管组件自试验盾壳前侧伸入密封腔内；高清摄像头设置于透明盖板上方。本发明专利技术的一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，可对盾构隧道壁后注浆过程进行直观地模拟，用于研究双液浆在盾尾间隙扩散规律。隙扩散规律。隙扩散规律。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型


[0001]本专利技术涉及隧道及地下工程试验模型领域，尤其涉及一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型。

技术介绍

[0002]在盾构隧道施工中，同步壁后注浆是控制地层损失和地表沉降的重要手段，浆液的扩散机理对于最终成型质量和密实性都有重要影响，近年来，随着注浆工工艺的不断发展，以双液注浆为代表的新型注浆工艺技术不断成熟，开始广泛应用于盾构隧道壁后同步注浆，然而工程实际中由于注浆是在管片的背后进行的，浆液的扩散、渗透和成型机理及形态往往难以观测。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，可对盾构隧道壁后注浆过程进行直观地模拟，用于研究双液浆在盾尾间隙扩散规律。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，包括一管片、一试验盾壳、一周围挡板、一透明盖板、多个千斤顶、多个刚性框架、一牵引机构、两牵引绳、一注浆管组件和多个高清摄像头；所述管片、所述周围挡板和所述透明盖板围护形成一盾尾间隙；所述试验盾壳设置于所述盾尾间隙内；所述千斤顶固定于所述刚性框架并自上方通过所述透明盖板压紧所述试验盾壳；所述牵引机构通过所述牵引绳连接所述试验盾壳的前侧；所述试验盾壳的后侧与所述管片和所述透明盖板之间设置有密封油脂，所述试验盾壳的后侧、所述管片、所述透明盖板和所述周围挡板配合形成一密封腔；所述注浆管组件自所述试验盾壳前侧伸入所述密封腔内；所述高清摄像头设置于所述透明盖板上方。
[0005]优选地，所述刚性框架呈梁框式一体结构；所述刚性框架间隔架设于所述透明盖板上方；所述刚性框架的底部通过固定螺丝与地面固定；所述刚性框架的弯折处通过肋板加固；所述刚性框架的下部两侧分别倾斜连接有一支撑辐；所述刚性框架的顶板的底面均布固定有四个所述千斤顶。
[0006]优选地，还包括两承台，所述承台分别设置于所述管片的两端下；所述管片固定于两所述承台的顶面。
[0007]优选地，所述试验盾壳包括一钢结构骨架，所述钢结构骨架焊接有所述注浆管组件和所述牵引绳的着力孔；所述钢结构骨架外围包裹有一硬质橡胶材料层；所述试验盾壳的厚度接近并大于所述盾尾间隙的厚度；所述试验盾壳的长度与所述管片的长度配合。
[0008]优选地，两所述牵引绳沿所述试验盾壳的中心对称分布并连接于所述试验盾壳的前侧和所述牵引机构之间。
[0009]优选地，所述注浆管组件包括一第一液注浆管、一第二液注浆管、一浆液混合器和
一混合浆液注浆管；所述第一液注浆管和所述第二液注浆管设置于所述试验盾壳前方并连通所述浆液混合器的输入端；所述浆液混合器的输出端连接所述混合浆液注浆管；所述混合浆液注浆管自所述试验盾壳的前侧伸入所述密封腔内。
[0010]优选地，所述周围挡板放置于所述承台上并围设于所述管片和所述透明盖板的外围；所述周围挡板与所述承台和所述管片相接的部分通过密封垫或防漏材料填筑密封。
[0011]优选地，所述高清摄像头安装于所述刚性框架的顶板的底面；每一所述刚性框架安装两所述高清摄像头。
[0012]本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
[0013]本专利技术使用透明盖板代替隧道围岩(土)层，并设计试验盾壳，构造与实际工程相似的盾尾间隙，通过模拟盾壳拖出过程中同步注浆的全过程，直观地研究浆液在盾尾间隙的扩散规律，对盾构隧道的施工中注浆工作具有重要参考意义。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例的用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型的结构示意图；
[0015]图2为本专利技术实施例的用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型的侧视局部剖面图；
[0016]图3为本专利技术实施例的用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型的工作状态局部剖面图。
具体实施方式
[0017]下面根据附图图1～图3，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。
[0018]请参阅图1～图3，本专利技术实施例的一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，包括一管片1、一试验盾壳2、一周围挡板3、一透明盖板4、多个千斤顶6、多个刚性框架71、一牵引机构81、两牵引绳82、一注浆管组件和多个高清摄像头5；管片1、周围挡板3和透明盖板4围护形成一盾尾间隙11；试验盾壳2设置于盾尾间隙11内；千斤顶6固定于刚性框架71并自上方通过透明盖板4压紧试验盾壳2；牵引机构81通过牵引绳82连接试验盾壳2的前侧；试验盾壳2的后侧与管片1和透明盖板4之间设置有密封油脂12，试验盾壳2的后侧、管片1、透明盖板4和周围挡板3配合形成一密封腔；注浆管组件自试验盾壳2前侧伸入密封腔内；高清摄像头5设置于透明盖板4上方。试验盾壳2可在牵引绳82的作用下边向外移动边进行双液浆注浆，模拟出与实际注浆相同的过程，对浆液的扩散和成型机理进行研究。
[0019]透明盖板4为透明材质，具备较高的强度，在承受一定载荷的同时能从外部直观地观察浆液注入盾尾间隙11后的扩散过程，同时其内侧较为光滑，较好地模拟刀盘切削地层形成地层分界面。在千斤顶6的作用下可对透明盖板4进行加载，模拟隧道施工中的水土压力，透明盖板4与周围挡板3的间距较小，易于实现密封。
[0020]牵引机构81用于提供稳定的牵引力，通过牵引绳82将牵引力传递到试验盾壳2上，从而实现控制试验盾壳2的移动。
[0021]刚性框架71呈梁框式一体结构；刚性框架71间隔架设于透明盖板4上方；刚性框架
71的底部通过固定螺丝73与地面固定；刚性框架71的弯折处通过肋板加固；刚性框架71的下部两侧分别倾斜连接有一支撑辐72；刚性框架71的顶板的底面均布固定有四个千斤顶6，实现本专利技术的加载功能。
[0022]还包括两承台10，承台10分别设置于管片1的两端下；管片1固定于两承台10的顶面。两承台10之间预留足够的高度用于探地雷达、冲击回波等无损探测技术对壁后注浆的探测。
[0023]试验盾壳2包括一钢结构骨架，钢结构骨架焊接有注浆管组件和牵引绳82的着力孔；钢结构骨架外围包裹有一硬质橡胶材料层；试验盾壳2的厚度接近并大于盾尾间隙11的厚度；试验盾壳2的长度与管片1的长度配合。当试验盾壳2受到顶部透明盖板4的作用力时自身会发生一定的弹性压缩，以实现盾尾间隙11较好的密闭性。
[0024]两牵引绳82沿试验盾壳2的中心对称分布并连接于试验盾壳2的前侧和牵引机构81之间。主要用于试验盾壳2的移动，牵引绳82和牵引机构81应提供稳定的牵引力。
[0025]注浆管组件包括一第一液注浆管91、一第二液注浆管92、一浆液混合器94和一混合浆液注浆管93；第一液注浆管91和第二液注浆管92设置于试验盾壳2前方并连通浆液混合器94的输入端；浆液混合器94的输出端连接混合浆液注浆管93；混合浆液注浆管93自试验盾壳2的前侧伸入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，其特征在于，包括一管片(1)、一试验盾壳(2)、一周围挡板(3)、一透明盖板(4)、多个千斤顶(6)、多个刚性框架(71)、一牵引机构(81)、两牵引绳(82)、一注浆管组件和多个高清摄像头(5)；所述管片(1)、所述周围挡板(3)和所述透明盖板(4)围护形成一盾尾间隙(11)；所述试验盾壳(2)设置于所述盾尾间隙(11)内；所述千斤顶(6)固定于所述刚性框架(71)并自上方通过所述透明盖板(4)压紧所述试验盾壳(2)；所述牵引机构(81)通过所述牵引绳(82)连接所述试验盾壳(2)的前侧；所述试验盾壳(2)的后侧与所述管片(1)和所述透明盖板(4)之间设置有密封油脂(12)，所述试验盾壳(2)的后侧、所述管片(1)、所述透明盖板(4)和所述周围挡板(3)配合形成一密封腔；所述注浆管组件自所述试验盾壳(2)前侧伸入所述密封腔内；所述高清摄像头(5)设置于所述透明盖板(4)上方。2.根据权利要求1所述的用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，其特征在于，所述刚性框架(71)呈梁框式一体结构；所述刚性框架(71)间隔架设于所述透明盖板(4)上方；所述刚性框架(71)的底部通过固定螺丝(73)与地面固定；所述刚性框架(71)的弯折处通过肋板加固；所述刚性框架(71)的下部两侧分别倾斜连接有一支撑辐(72)；所述刚性框架(71)的顶板的底面均布固定有四个所述千斤顶(6)。3.根据权利要求1所述的用于模拟水土压力作用下双液浆壁后注浆的试验模型，其特征在于，还包括两承台(10)，所述承台(10)分别设置于所述管片(1)的两端下；所述管片(1)固定于两所述承台(10)的顶面。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢雄耀，李康，周彪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：