一种多功能顶管模型试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多功能顶管模型试验装置及试验方法，涉及地下岩土工程试验领域，包括：多姿态管节；多段模型箱，相对的侧壁上分别设置有进洞口和出洞口，进洞口和出洞口之间设置有开口分隔板，开口分隔板上设置管节洞口供多姿态管节穿过；动力结构，包括千斤顶和压力传感器，千斤顶设置在多段模型箱靠近进洞口的一侧，千斤顶用于推动多姿态管节向出洞口方向运动，压力传感器安装在千斤顶的自由端与多姿态管节之间；数据采集系统，用于与千斤顶和压力传感器信号连接，多段模型箱可以用于多种顶进试验的进行，并且可对相互连接的管节进行模拟，实现多姿态管节在顶进过程中因接触面积改变引起的传力特征模拟。变引起的传力特征模拟。变引起的传力特征模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能顶管模型试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及地下岩土工程试验领域，特别涉及一种多功能顶管模型试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着地下空间开发利用进程的加快，作为非开挖关键技术的顶管法得到了广泛地应用。对于复杂工程地质条件下的顶管工程，现有的相关理论难以准确预测其受力和变形之间的相互作用规律，并且单纯的现场试验往往具有不确定性和随机性，难以重复，因而有必要设计室内模型试验，以准确把握顶管顶进过程中的变化规律，为实际施工提供参考和指导。
[0003]一种矩形顶管模型试验装置，公开了模型试验箱，顶推平台，压力机，压力板，预制模型管片以及压浆系统，该专利技术装置结构简单，使用方便，但是该专利技术专利无法实现管节接触模拟和复杂地层模拟。
[0004]一种顶管模型试验装置，公开了试验台、拼接式试验箱、顶管模型、横向加载装置、注浆系统和数据采集系统；该专利技术装置能准确测试顶管顶进过程中土体的沉降及内部压力变化，然而该专利技术专利无法获得动态地表变形数据。

技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能顶管模型试验装置，其特征在于，包括：多姿态管节(1)；多段模型箱(2)，相对的侧壁上分别设置有进洞口(21)和出洞口(22)，所述进洞口(21)和出洞口(22)之间设置有若干的开口分隔板(23)，相邻的开口分隔板(23)之间用以填充不同的土层，开口分隔板(23)上设置管节洞口供多姿态管节(1)穿过；动力结构(3)，包括千斤顶(31)和压力传感器(16)，千斤顶(31)设置在多段模型箱(2)靠近进洞口(21)的一侧，所述千斤顶(31)用于推动多姿态管节(1)向出洞口(22)方向运动，所述压力传感器(16)安装在千斤顶(31)的自由端与多姿态管节(1)之间；数据采集系统(4)，用于与千斤顶(31)和压力传感器(16)信号连接。2.根据权利要求1所述的多功能顶管模型试验装置，其特征在于：多功能顶管模型试验装置还包括设置在进洞口(21)处的支撑反力结构，支撑反力结构包括支撑反力支架(51)，支撑反力支架(51)用于安置在台面上，支撑反力支架(51)上设置有供多姿态管节(1)穿过的反力套架(52)，所述反力套架(52)的内壁和外壁之间设置有多个不同高度的支撑单元，所述支撑单元上搭接有架力板(54)，所述千斤顶(31)设置在所述架力板(54)上。3.根据权利要求2所述的多功能顶管模型试验装置，其特征在于：多功能顶管模型试验装置还包括漏斗(6)，所述漏斗(6)设置在多段模型箱(2)的上方用以向多段模型箱(2)内填充土体。4.根据权利要求3所述的多功能顶管模型试验装置，其特征在于：所述多姿态管节(1)包括两个相互连接的管节(11)，两个管节(11)相互连接的端面呈现相同的结构。5.根据权利要求4所述的多功能顶管模型试验装置，其特征在于：所述管节(11)的端面具有上倾角结构、下倾角结构、顶部接触结构、底部接触结构和全接触结构中的一种。6.一种试验方法，用以模拟多姿态管节不同接触面积下的受力，采用权利要求5所述的多功能顶管模型试验装置，其特征在于，包括：S1.将开口分隔板(23)安置在多段模型箱(2)内，并保持管节洞口位于开口分隔板(23)水平中线以上的位置，采用外套管(15)的方式将两节管节(11)的端面进行连接以形成不同的抵接状态，管节与管节洞口错位设置，其中一个管节(11)上设置有应变片(12)，应变片(12)围绕管节(11)的轴向布置；S2.连接数据采集系统(4)和动力结构(3)；S3.控制千斤顶(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永杰，罗志敏，邓沛宇，欧雪峰，欧阳健，李鑫，王传琦，郑爽，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：