【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种隧道开挖试验装置及方法，特别是一种管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置及方法。
技术介绍
1、现有的对管幕施工导致的地层变形的研究工作主要集中在以传统管幕结构为对象，这些研究通常将地表沉降作为衡量管幕支护效果的关键指标。尽管这类研究对于理解施工过程中的地层稳定性具有一定的指导意义，但它们在很大程度上忽视了管幕单元之间连接方式与质量对整体支护性能的影响。此外，在评估和预测地层变形时，当前研究在考虑影响管幕支护效果的多因素方面尚不够全面，往往仅聚焦于某一或少数几个关键参数，如土体性质、开挖深度、管幕直径等，而未充分探讨诸如冻结温度分布、施工工法细节(如欠挖与超挖)、时间效应等因素的复杂交互作用。鉴于管幕结构在推进过程中其自身变形与诱发的地表沉降密切相关，因此深入探究不同结构形式和施工条件下管幕的变形特性至关重要。
2、现有技术有已有采用物理模型试验来模拟分析地层变形的方法，然而，此类模型试验存在一些局限性：由于人工操作进行开挖过程，铲削工具对模型箱内微缩土层造成的振动难以精确控制，且这种振动在实际比例缩小的模型中...
【技术保护点】
1.一种管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，包括模型箱体、管幕模型、土体、开挖气囊和监测装置，所述土体填充于所述模型箱体，所述模型箱体的第一侧面设有开挖口，所述管幕模型包括若干铝合金管，所述铝合金管内以及铝合金管间灌注模拟砂浆，所述管幕模型的一端起始于所述模型箱体的第一侧面设置，由所述管幕模型支护的模拟开挖隧道内设置所述开挖气囊，所述开挖气囊充气以支撑所述管幕模型和所述土体，所述监测装置包括应变监测装置和土压力计，所述应变监测装置用于监测所述管幕模型的应变，所述土压力计用于监测所述土体对所述管幕模型的压力。
2.根据权利要求1所述的管幕支护隧道...
【技术特征摘要】
1.一种管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，包括模型箱体、管幕模型、土体、开挖气囊和监测装置，所述土体填充于所述模型箱体，所述模型箱体的第一侧面设有开挖口，所述管幕模型包括若干铝合金管，所述铝合金管内以及铝合金管间灌注模拟砂浆，所述管幕模型的一端起始于所述模型箱体的第一侧面设置，由所述管幕模型支护的模拟开挖隧道内设置所述开挖气囊，所述开挖气囊充气以支撑所述管幕模型和所述土体，所述监测装置包括应变监测装置和土压力计，所述应变监测装置用于监测所述管幕模型的应变，所述土压力计用于监测所述土体对所述管幕模型的压力。
2.根据权利要求1所述的管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，所述开挖气囊沿所述管幕模型的铝合金管的轴向分段设置。
3.根据权利要求2所述的管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，所述模型箱体的长度方向与所述铝合金管的轴向同向，所述模型箱体的长度方向的长度为1500～2500mm，所述开挖气囊的每个分段的长度为80～150mm。
4.根据权利要求1所述的管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，所述模型箱体的内侧壁涂抹有润滑脂。
5.根据权利要求1所述的管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，所述应变监测装置包括光纤和光纤解调仪，所述光纤分别设置于所述管幕模型的内外两侧并沿所述铝合金管的轴向铺设，所述光纤连接至所述光纤解调仪，所述土压力计设置于所述管幕模型朝向土体的一侧并使所述土压力计以所述管幕模型的法向受力。
6.根据权利要求1所述的管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，所述土体为重石晶粉、膨润土、双飞粉以及细砂的混合物。
7.根据权利要求1所述的管幕支护隧道开挖的相似模型试验装置，其特征在于，所述模拟砂浆为砂子、水泥、石膏以及水的混合物。
【专利技术属性】
技术研发人员：贾鹏蛟，张晨浩，赵立锋，姚旺，路博，程诚，史培新，柏谦，陈彬彬，倪芃芃，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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