一种模拟隧道施工的相似模型试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种模拟隧道施工的相似模型试验装置，包括试验台、液压加载装置、数据测试及采集装置和相似模型；液压加载装置设在试验台的外部；相似模型设在试验台的内部；数据测试及采集装置一部分设在试验台内部，另一部分设在试验台外部；本发明专利技术实施例不仅能够满足隧道的开挖过程、隧道超前支护状态、外界动荷载对隧道影响的模拟，还能通过自带的监测系统完成数据的采集与分析，对隧道开挖的变形量、支护手段的控制能力、外界动荷载对隧道施工的影响程度进行评价和优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道工程
，尤其涉及一种模拟隧道施工的相似模型试验装置。
技术介绍
随着国民经济的持续快速发展，地下交通工程正如火如荼，地下工程修建技术也因此国内外工程界研宄的热点。在繁忙的交通干道，开通了地下过街通道；为穿越江海，建造了水下隧道；下穿铁路和高速公路时，建造了箱涵通道；在大型机场的改造和扩建中，为不影响飞机的正常起降，穿越机场跑道的地下隧道也在不停航的严格要求下进行建造。为了更好的指导工程的顺利开展，开发了一系列穿越既有建筑物、道路、铁路、河流海峡等的地下工程施工模拟试验装置，但对长大管幕作用机理的模型试验研宄还是处于起始阶段，而对考虑动载影响下的管幕预加固浅埋暗挖隧道施工过程模拟的试验装置更是缺乏相关研宄。现有模拟实验装置能够满足隧道的开挖过程、隧道超前支护状态、外界动荷载对隧道影响的模拟，还能通过自带的监测系统完成数据的采集与分析，对隧道开挖的变形量、支护手段的控制能力、外界动荷载对隧道施工的影响程度进行评价和优化
技术实现思路
本专利技术实施例为了满足隧道的开挖过程、隧道超前支护状态、外界动荷载对隧道影响的模拟，提供了一种模拟隧道施工的相似模型试验装置。本专利技术实施例提供的一种模拟隧道施工的相似模型试验装置，包括试验台、液压加载装置、数据测试及采集装置和相似模型；所述液压加载装置设在所述试验台的外部；所述相似模型设在所述试验台的内部；所述数据测试及采集装置一部分设在所述试验台内部，另一部分设在所述试验台外部。进一步地，所述试验台包括试验台架、侧限板、液压加载板、动力输出装置和监测平台；所述液压加载板设在所述试验台架的顶面、左侧面和右侧面；所述侧限板设在所述试验台架的正面和背面；所述动力输出装置设在所述试验台架内部；所述监测平台设在所述动力输出装置上方。进一步地，所述液压加载装置包括储油箱、油压管、油压泵、加载油缸、电液伺服控制器和信号传输电缆；所述油压泵和电液伺服控制器设在所述储油箱内；所述信号传输电缆第一端连接所述电液伺服控制器，所述信号传输电缆第二端连接所述油压泵；所述油压管的第一端连接所述油压泵，所述油压管的第二端连接所述加载油缸；所述加载油缸设在所述液压加载板上。进一步地，所述相似模型包括隧道围岩相似模型、地面板相似模型、主隧道相似模型、管幕相似模型和动载荷相似模型；所述隧道围岩相似模型设在所述试验台架内；所述主隧道相似模型设在所述隧道围岩相似模型内；所述管幕相似模型设在所述主隧道相似模型的四周；所述地面板相似模型设在所述管幕相似模型的上方；所述动载荷相似模型设在所述地面板相似模型的上方。进一步地，所述数据测试及采集装置包括变形传递杆、百分表、应力应变元器件、信号接收器和数据信号传输电缆；所述变形传递杆的第一端设在所述隧道围岩相似模型内；所述变形传递杆通过所述监测平台固定；所述百分表连接所述变形传递杆的第二端；所述应力应变元器件设在所述管幕相似模型和所述主隧道相似模型周围型周围；所述数据信号传输电缆的第一端连接所述信号接收器；所述数据信号传输电缆的第二端连接所述应力应变元器件；所述信号接收器设在所述试验台外部。进一步地，所述动力输出装置包括电动马达、传动链杆、传力轨道和控制器；所述传力轨道设在所述地面板相似模型的表面；所述电动马达设在所述地面板相似模型的第一端；所述控制器设在所述电动马达上并与所述电动马达电缆连接；所述传动链杆的第一端连接所述电动马达；所述传动链杆的第二端连接所述动荷载相似模型。进一步地，所述应力应变元器件至少为包括下列中的一个:应变片和土压力盒。进一步地，所述主隧道相似模型用于模拟实际隧道的支护结构体系，包括水泥、石膏、细砂和水。进一步地，所述管幕相似模型用于模拟隧道施工的管幕预支护体系，包括硬塑PVC管和石膏。进一步地，所述加载油缸施加载荷为0_500kN。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例不仅能够满足隧道的开挖过程、隧道超前支护状态、外界动荷载对隧道影响的模拟，还能通过自带的监测系统完成数据的采集与分析，对隧道开挖的变形量、支护手段的控制能力、外界动荷载对隧道施工的影响程度进行评价和优化。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的一种模拟隧道施工的相似模型试验装置的结构图；图2为本专利技术实施例一提供的一种模拟隧道施工的相似模型试验装置的模型装置正面示意图；图3为本专利技术实施例一提供的一种模拟隧道施工的相似模型试验装置的模型装置立体示意图；图4为本专利技术实施例一提供的一种模拟隧道施工的相似模型试验装置的模型装置局部不意图；图5为本专利技术实施例一提供的一种模拟隧道施工的相似模型试验装置的动载荷模型示意图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。...

【技术保护点】
一种模拟隧道施工的相似模型试验装置，其特征在于，包括试验台、液压加载装置、数据测试及采集装置和相似模型；所述液压加载装置设在所述试验台的外部；所述相似模型设在所述试验台的内部；所述数据测试及采集装置一部分设在所述试验台内部，另一部分设在所述试验台外部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓静，李磊，谭忠盛，马栋，黄立新，王武现，
申请(专利权)人：北京交通大学，中铁十六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11