一种隧道掘进试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道掘进试验装置，涉及隧道掘进试验的技术领域，包括模型箱、隧道模型、扩缩机构和升降机构；该隧道模型包括硬质弧形板和可伸缩形变的软质连接件，多块硬质弧形板和多个软质连接件交替连接为圆管状，该扩缩机构则用于控制隧道模型扩展和收缩，所以软硬交替的结构使得隧道模型准确模拟隧道衬砌外形的问题得到了解决，以便实现地层损失的准确模拟；而升降机构则用于控制隧道模型的升降、以及实现相关压力监测，所以能够准确模拟不同土体开挖卸载重量的情况，以便实现开挖卸载引起的土体回弹现象精确再现；因此在采用此方案后，将可切实解决现有技术无法实现地层损失、以及开挖卸载引起土体回弹准确模拟的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道掘进试验装置


[0001]本专利技术涉及隧道掘进试验的
，特别涉及一种隧道掘进试验装置。

技术介绍

[0002]近年来，盾构隧道广泛应用于地铁隧道的建设中，但由于盾构机的体积巨大，所以为对其实际工况进行研究，只能在实验室利用相关的实验设备进行模拟，该实验模拟主要用于研究地层损失现象、以及开挖卸载引起的土体回弹现象等；但由于现有实验设备的不完善，从而导致实验模拟效果始终欠佳，具体原因如下：
[0003]第一，现有隧道掘进试验装置包括隧道模型和扩缩机构，扩缩机构用于调控隧道模型的径向尺寸，以利用隧道模型径向尺寸的变化模拟地层损失；但是该隧道模型是利用铁皮一体成型制成，所以当扩缩机构控制隧道模型进行伸展时，实质是强行对铁皮进行了拉伸操作，从而无法确保隧道模型扩展后维持圆形，与施工现场隧道衬砌为圆形的情况并不相同，导致根本无法实现准确的实验模拟。
[0004]第二，现有技术采用了在隧道衬砌内部布置水囊的方式实现开挖卸载现象和土体回弹现象的模拟，譬如一开始隧道内部的水囊充满水，这将对隧道衬砌以及下方土体产生压力，当隧道掘进需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道掘进试验装置，其特征在于，包括模型箱、隧道模型、扩缩机构和升降机构；所述模型箱相对的两箱壁分别设有第一透明挡板和第二透明挡板，所述第一透明挡板上设有将其贯穿的第一通孔，所述第二透明挡板上设有将其贯穿的第二通孔；所述隧道模型设于所述模型箱内，所述隧道模型置于所述第一透明挡板与所述第二透明挡板之间；所述隧道模型包括硬质弧形板和可伸缩形变的软质连接件，多块所述硬质弧形板和多个所述软质连接件交替连接为圆管状；所述扩缩机构用于控制所述隧道模型扩展和收缩，所述扩缩机构包括动力输出单元、丝杆、活动螺母、传动杆和支撑板；所述动力输出单元用于驱动所述丝杆自转；所述丝杆与所述隧道模型的轴心同轴布置，所述丝杆的两端分别穿过所述第一通孔、所述第二通孔以分别连接有所述升降机构，所述第一通孔和所述第二通孔的直径均大于所述丝杆的直径；所述活动螺母套于所述丝杆外，所述活动螺母与所述丝杆之间为螺纹连接；多根所述传动杆围绕所述活动螺母的周侧布置，多根所述传动杆均与所述活动螺母活动连接；多块所述支撑板分别与多块所述硬质弧形板的内壁连接固定，多块所述支撑板分别与多根所述传动杆活动连接；所述升降机构置于所述模型箱外，所述升降机构包括连接座、基座、以及设于所述基座上的液压缸和压力传感器；所述连接座设于所述基座的上方，所述连接座与所述丝杆连接；所述液压缸的伸缩端与所述连接座连接，所述液压缸用于驱动所述连接座升降移动；所述压力传感器设于所述连接座下方，所述压力传感器用于与所述连接座底部抵接进行压力监测。2.根据权利要求1所述的隧道掘进试验装置，其特征在于，所述隧道模型的隧道壁设有将其贯穿的注浆孔，所述隧道模型的两隧道口分别遮盖有可伸缩形变的第一柔性密封板和第二柔性密封板；所述第一柔性密封板与所述第一透明挡板相对布置，所述第一柔性密封板上设有第一密封轴套；所述第二柔性密封板与所述第二透明挡板相对布置，所述第二柔性密封板上设有第二密封轴套；所述第一透明挡板上设有注浆接头，所述注浆接头穿过所述第一柔性密封板与所述注浆孔接通，所述注浆接头与所述第一柔性密封板之间为密封连接；所述丝杆的两端分别与所述第一密封轴套和所述第二密封轴套插装；且所述第一通孔内设有可伸缩形变的第三柔性密封板，所述第三柔性密封板上设有第三密封轴套，所述第三密封轴套内密封套接有所述丝杆；所述第二通孔内设有可伸缩形变的第四柔性密封板，所述第四柔性密封板上设有第四密封轴套，所述第四密封轴套内密封套接有所述丝杆。3.根据权利要求2所述的隧道掘进试验装置，其特征在于，所述第一柔性密封板的几何中心处设有第一轴孔，所述第二柔性密封板的几何中心处设有第二轴孔；所述第一密封轴套包括第一带孔内板、第一带孔外板和第一密封轴承，在所述隧道模型从内往外的方向上，所述第一带孔内板、所述第一轴孔和所述第一带孔外板依次布置为孔位同轴的状态，所述第一带孔内板、所述第一轴孔和所述第一带孔外板间为螺栓连接固定；所述第一密封轴承密封安装于所述第一带孔内板、所述第一轴孔和所述第一带孔外板
的孔位内，所述第一密封轴承内密封套接有所述丝杆；所述第二密封轴套包括第二带孔内板、第二带孔外板和第二密封轴承，在所述隧道模型从内往外的方向上，所述第二带孔内板、所述第二轴孔和所述第二带孔外板依次布置为孔位同轴的状态，所述第二带孔内板、所述第二轴孔和所述第二带孔外板间为螺栓连接固定；所述第二密封轴承密封安装于所述第二带孔内板、所述第二轴孔和所述第二带孔外板的孔位内，所述第二密封轴承内密封套接有所述丝杆。4.根据权利要求2所述的隧道掘进试验装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱静怡，赵辰洋，何昊燊，黎学优，林存刚，陈瑜，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：