【技术实现步骤摘要】
本技术涉及盾构隧道模型试验的，特别是涉及一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构。
技术介绍
1、盾构法施工技术具有机械化程度高、施工相对安全、对周围环境扰动小等优点，现已广泛应用于城市轨道交通、地下综合管廊及水工隧洞等领域。由于盾构隧道管片结构由众多环纵向螺栓拼接而成，在一些特殊工况下（如地震动作用、活断层错动、地层空洞、高水压条件等）盾构隧道结构易产生横纵向变形破坏现象。考虑到通过现场监测获取数据的方法较为困难，而足尺试验研究存在成本巨大、可操作性差等缺陷，采用模型试验方法研究特殊工况下盾构隧道的横纵向力学响应规律及变形破坏特征就显得尤为重要。
2、现有模型试验常采用有机玻璃或合金材料模拟盾构管片环，该方法虽然可以实现对管片环纵向接缝的精细化模拟，但模型衬砌材料与实际管片混凝土材料在物理力学特性方面存在较大差异，无法体现盾构隧道的塑性变形特征及结构易开裂破坏的特点，较难适应于特殊工况下盾构隧道的变形破坏规律研究中。此外，现有盾构隧道试验模型通常不考虑隧道结构防水性能，仅适用于模拟隧道在无水地层条件下的结构受力特征，与实际工况存在较大差异，与高水压条件下盾构隧道的变形响应特征不相符合。
3、石膏是一种在物理力学特性方面更接近混凝土的相似材料，采用石膏硅藻土混合材料可以近似模拟管片开裂破损特性，但现有成果采用在环缝端面插入钢棒的方式模拟纵向连接螺栓，较难体现纵向螺栓的受拉力学特性，与实际管片环缝接头的受力状态存在较大差距，且不便于获取环缝接头的变形数据。因此，为了探究特殊工况下管片衬砌结构的横纵向变形及破坏
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术要解决的技术问题是提供一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，该模型基于相似理论，既保证了模型盾构隧道的横纵向结构刚度与原型隧道保持一致，又能够反映管片环缝接头的局部受力及破坏特征，同时可以获取管片环缝接头张拉变形数据，可以较为合理地模拟地层含水条件下，盾构隧道结构横纵向变形破坏特征，应用于盾构隧道模型试验中，可以获取相对可靠的接头变形数据及结构裂损分布规律。
2、为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案为：
3、一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，该衬砌结构包括多个沿纵向设置且相互拼接的管片环，所述管片环的表面开设有斜切割槽，每个所述的管片环的两侧均安装有止水带，邻接的管片环之间形成环缝接头，环缝接头内侧粘贴有防水硅胶带，相邻的两个所述管片环之间的表面均通过纵向接头板连接，纵向接头板的两端翼板均通过接头螺栓固定在对应侧的管片环上。
4、进一步的，每个所述管片环的两侧端面预留开设有用于安装止水带的止水带凹槽。
5、进一步的，所述管片环沿环向设置有与接头螺栓对应的接头定位螺孔，即管片环对应原型管片衬砌纵向连接螺栓对应的位置处开设有接头定位螺孔，所述纵向接头板的两端翼板上开设有与接头螺栓对应的接头板定位孔，通过设置接头板定位孔和接头定位螺孔，从而通过接头螺栓与纵向接头板，可将邻接的管片环进行固定连接。
6、进一步的，每个所述管片环外侧均匀涂抹有清漆层。
7、进一步的，所述将管片环相互拼接构成管片衬砌结构的方式包括通缝拼装或错缝拼装。
8、进一步的，所述止水带为三元乙丙橡胶制作而成的止水带。
9、进一步的，所述纵向接头板为hdpe片材制作而成的纵向接头板。
10、进一步的，所述纵向接头板均布设电阻应变片，通过电阻应变片可近似获取环缝接头的变形数据。
11、进一步的，所述接头螺栓为外六角组合螺丝。
12、进一步的，所述切割槽包括每个所述管片环的表面分别开设的直切割槽段和斜切割槽段。
13、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
14、本技术基于相似理论，解决了以往盾构隧道模型对环缝接头模拟不精细的缺陷，可以考虑试验中地层含水工况，模拟复杂荷载条件下盾构隧道横纵向受力及变形特性，尤其是可以较好的反映断层错动、局部堆载及高水压条件等特殊工况下管片环缝接头的局部受力及变形破坏特征，使隧道模型可以更好地反映盾构隧道的实际受力状态，拓宽了特殊工况下盾构隧道的横纵向变形破坏的研究范围。
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1.一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于：包括多个沿纵向设置且相互拼接的管片环，所述管片环的表面均开设有切割槽，且所述管片环的两侧均安装有止水带，邻接的管片环之间形成环缝接头，环缝接头内侧粘贴有防水硅胶带，相邻的两个所述管片环之间的表面均通过纵向接头板连接，所述纵向接头板的两端翼板均通过接头螺栓固定在对应侧的管片环上。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，每个所述管片环的两侧端面均预留开设有用于安装止水带的止水带凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，所述纵向接头板的两端翼板上开设有与接头螺栓对应的接头板定位孔，所述管片环上沿环向设置有与接头螺栓对应的接头定位螺孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，每个所述管片环外侧均匀涂抹有清漆层。
5.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，所述止水带为三元乙丙橡胶制作而成的止水带。
6.根据权利要求1所述的一种
7.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，所述纵向接头板均布设有电阻应变片。
8.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，所述接头螺栓为外六角组合螺丝。
9.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，所述切割槽包括每个所述管片环的表面分别开设的直切割槽段和斜切割槽段。
...【技术特征摘要】
1.一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于：包括多个沿纵向设置且相互拼接的管片环，所述管片环的表面均开设有切割槽，且所述管片环的两侧均安装有止水带，邻接的管片环之间形成环缝接头，环缝接头内侧粘贴有防水硅胶带，相邻的两个所述管片环之间的表面均通过纵向接头板连接，所述纵向接头板的两端翼板均通过接头螺栓固定在对应侧的管片环上。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，每个所述管片环的两侧端面均预留开设有用于安装止水带的止水带凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道模型试验的管片衬砌结构，其特征在于，所述纵向接头板的两端翼板上开设有与接头螺栓对应的接头板定位孔，所述管片环上沿环向设置有与接头螺栓对应的接头定位螺孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐莹，李兴高，冯新绪，李瀚源，郭易东，刘浩，方应冉，
申请(专利权)人：济南轨道交通集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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