一种用于获取围岩-支护全过程特征曲线的模型试验方法技术

技术编号:10815558 阅读:188 留言:0更新日期:2014-12-24 19:42
本发明专利技术公开了一种用于获取围岩-支护全过程特征曲线的模型试验方法,通过类似于“发条”的支护结构:即由铝合金薄板卷合于中心圆筒体,逐渐调整松紧状态即连续多次改变支护变形,分别测读相应的变形值、围岩压力值,从而在一次模型试验即一次性获取围岩-支护全过程特征曲线,尤其是峰后效应段。相比以往通过制作多组不同尺寸的石膏支护结构,进行多工况的模型试验,本发明专利技术省工、省时、省钱,大大降低了此类试验成本,提高了此类试验效率;而且克服了以往试验方法不能模拟峰后效应段的弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种用于获取围岩-支护全过程特征曲线的模型试验方法
本专利技术涉及隧道模型试验领域,特别涉及隧道围岩-支护特征曲线模型试验方面。
技术介绍
特征曲线法是国际隧道协会(ITA)归纳的4种隧道结构设计模型之一。围岩-支护特征曲线对于确定支护时机和支护刚度具有重要意义。模型试验方法是确定围岩-支护特征曲线的重要方法之一。常用的做法是,制作多组不同尺寸的石膏衬砌模型,以达到支护刚度不同的目的,通过进行多工况模型试验,获取不同支护刚度对应不同的围岩压力。这就造成了费时、费工、费钱,且由于不能模拟超大变形量而对峰后效应段无能为力。
技术实现思路
鉴于现有技术的以上不足,本专利技术的目的是在一次模型试验即一次性获取围岩-支护全过程特征曲线,尤其是峰后效应段,降低了此类试验成本,提高了此类试验效率。本专利技术的目的是通过如下的手段实现的。一种用于获取围岩-支护全过程特征曲线的模型试验方法,即在模型箱内设置可连续改变支护作用力的支护机构130,通过连续改变支护变形一次性获取围岩-支护全过程特征曲线,尤其是峰后效应段,其具体步骤包括:1)在模型箱内100放入支护机构130,从地表插入带套管的铁丝直抵拱顶衬砌,通过百分表读取铁丝变位来测拱顶沉降;然后加入岩土填盖至实验条件;支护机构130的外表面设置有提供压力测量的压力盒200;2)逐渐释放支护机构130的支护力,并通过压力盒200获取围岩压力值;调整支护机构130的松紧状态即连续多次改变支护变形,分别测读相应的变形值、围岩压力值,从而在一次模型试验即一次性获取围岩-支护全过程特征曲线,尤其是峰后效应段。本专利技术方法在一次模型试验过程中可连续调整支护变形,且可调整范围大,一次性获取围岩-支护全过程特征曲线,省工、省时、省钱,大大降低了此类试验成本,提高了此类试验效率。附图说明图1为本专利技术模型箱示意图。图2为图1的A-A剖视图(安装支护和量测设备后)。具体实施方式下面结合附图和实施例(以测试拱顶部位围岩压力与变形的关系曲线为例)对本专利技术作进一步说明。(1)根据刚度需求选择合适厚度的铝合金材料,并根据所研究隧道断面形式及模型尺寸,选择铝合金薄板及中心圆筒尺寸,如图所示,130为支护机构,100为模型箱,110为模型箱外围增强筋板。120为“发条”支护机构130安装通道,实验时支护机构130通过安装通道置入模型箱内。为方便操作,在“发条”支护机构130衬砌的中心圆筒140焊接手摇柄,并增加滚动轴承装置。(2)将“发条”衬砌安装到试验模型箱,并在拱顶部位嵌入压力盒,由于衬砌与压力盒之间有相对的滑动,故提前在“发条”衬砌的外表面涂抹润滑油;为测拱顶沉降,从地表插入带套管的铁丝直抵拱顶衬砌,通过百分表读取铁丝变位,实际试验模型如图2所示。(3)根据试验设计方案,选定若干种“发条”衬砌松紧状态,比如在“发条”缩紧1/2圈、1圈、3/2圈、2圈、5/2圈分别测试读数。实际操作时通过转动手柄,并用卡销锁定。待压力盒与百分表数据稳定后,记录该数据。与此同理,记录“发条”不同松紧状态的多组数据。此数据即可用于绘制围岩-支护特征曲线。本文档来自技高网...
一种用于获取围岩-支护全过程特征曲线的模型试验方法

【技术保护点】
一种用于获取围岩‑支护全过程特征曲线的模型试验方法,即在模型箱内设置可连续变化支护作用力的支护机构(130),通过连续改变支护变形一次性获取围岩‑支护全过程特征曲线,尤其是峰后效应段,其具体步骤包括:1)在模型箱内(100)放入支护机构(130),从地表插入带套管的铁丝直抵拱顶衬砌,通过百分表读取铁丝变位来测拱顶沉降;然后加入岩土填盖至实验条件;支护机构(130)的外表面设置有提供压力测量的压力盒(200);2)逐渐调整支护机构(130)的松紧状态,即连续多次改变支护变形,分别测读相应的变形值、围岩压力值,从而在一次模型试验即一次性获取围岩‑支护全过程特征曲线,尤其是峰后效应段。

【技术特征摘要】
1.一种用于获取围岩-支护全过程特征曲线的模型试验方法,即在模型箱内设置可连续变化支护作用力的支护机构(130),通过连续改变支护变形一次性获取围岩-支护全过程特征曲线,其具体步骤包括:1)在模型箱(100)内放入支护机构(130),从地表插入带套管的铁丝直抵拱顶衬砌,通过百分表读取铁丝变位来测拱顶沉降;然后加入岩土填盖至实验条件;支护机构(130)的外表面设置有提供压力测量的压力盒(200);2)逐渐调整支护机构(130)的松紧状态,即连续多次改变支护变形,分别测读相应的变形值、围岩压力值,从而...

【专利技术属性】
技术研发人员:仇文革章慧健
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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