用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置及方法，涉及地下工程模型试验设备技术领域。该试验装置包括车站模型单元、弹性垫层单元和地表载荷单元，车站模型单元包括第一顶板构件、第二顶板构件、侧墙构件、底板构件、中柱构件和中板构件。弹性垫层单元包括第一弹性垫层和第二弹性垫层；底板构件放置于第一弹性垫层和第二弹性垫层上方；地表载荷单元放置于车站模型单元上方，用于施加载荷。本发明专利技术通过模拟不均匀沉降引起的车站倾斜对装配式地铁车站接头和整体的影响，解决现有模拟不均匀沉降的试验装置不能模拟相应恶劣工况引起的车站接头和整体的变形特征与破坏形式的问题。坏形式的问题。坏形式的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及地下工程模型试验设备
，尤其涉及一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]装配式建筑是指由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土建筑结构。与技术体系成熟的地面建筑相比，地下工程在装配式建造技术方面的研究和应用起步较晚,尤其在城市地铁车站等大型地下工程领域中的研究更是少之又少。对于预制装配式地铁车站来说，接头是结构最薄弱部位，其关系到结构的整体受力状态和承载特性。在装配式车站拼装完成后，车站下方地层产生不均匀沉降会引起车站底板结构倾斜，致使连接预制构件的接头变形破坏，最终导致车站整体结构的失稳与破坏。但在实际运营过程中很难监测这个过程中的变形与破坏情况，因此通过室内试验的方法模拟不均匀沉降对装配式地铁车站接头和整体结构影响作用。
[0004]现有的实验装置主要集中研究在正常受力状态下接头的承载特性和破坏形式，没有考虑到实际施工过程中，在车站底部地层不均匀沉降下车站倾斜以及预制构件偏心受压等恶劣工况下，车站接头和整体的变形特征与破坏形式。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置及方法，通过模拟不均匀沉降引起的车站倾斜对装配式地铁车站接头和整体的影响，解决现有模拟不均匀沉降的试验装置不能模拟相应恶劣工况引起的车站接头和整体的变形特征与破坏形式的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，包括：
[0008]车站模型单元、弹性垫层单元和地表载荷单元，所述车站模型单元包括第一顶板构件、第二顶板构件、侧墙构件、底板构件、中柱构件和中板构件，所述侧墙构件有两个，两个侧墙构件的榫槽部位分别拼接于所述底板构件两端的榫头部位上；所述第一顶板构件和第二顶板构件的榫槽部位分别拼接于两个侧墙构件的榫头部位上；所述第一顶板构件和第二顶板构件之间通过榫槽拼接在一起；所述中柱构件插在所述底板构件预留口上；所述中板构件两端放置于两个侧墙构件的牛腿上；所述弹性垫层单元包括第一弹性垫层和第二弹性垫层；所述底板构件放置于第一弹性垫层和第二弹性垫层上方；所述地表载荷单元放置于车站模型单元上方，用于施加载荷。
[0009]进一步的，所述中板构件下表面与中柱构件的顶部紧密接触。
[0010]进一步的，所述第一弹性垫层和第二弹性垫层弹性模量不同，第一弹性垫层和第二弹性垫层之间用螺栓连接在一起，防止加载过程中分离。
[0011]进一步的，所述第一弹性垫层和第二弹性垫层拼接后的上表面形状与所述底板构件下表面形状完全契合。
[0012]进一步的，所述地表载荷单元包括刚性盖板、若干千斤顶和刚性框架；所述刚性盖板设置在拼接后的第一顶板构件和第二顶板构件上方；所述千斤顶垂直固定在所述刚性框架的下表面；每个千斤顶相互平行；所述千斤顶自上方通过所述刚性盖板压紧第一顶板构件和第二顶板构件。
[0013]更进一步的，所述刚性盖板下表面形状与拼接后的第一顶板构件和第二顶板构件的上表面形状完全契合。
[0014]更进一步的，所述刚性盖板为透明均质刚性盖板。
[0015]进一步的，还包括摄像设备，所述摄像设备包括第一高清摄像头和第二高清摄像头，所述第一高清摄像头安装于刚性框架的底部，所述第二高清摄像头安装在车站整体单元前方。
[0016]更进一步的，所述第一高清摄像头位于第一顶板构件和第二顶板构件榫槽接触面的正上方。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置的试验方法，包括以下步骤：
[0018]利用千斤顶逐级施加荷载，刚性盖板将荷载均匀分布在车站模型单元顶部，荷载透过车站模型单元整体后传递到下方弹性垫层单元上，使弹性垫层产生压缩变形；由于弹性模量不同，第一弹性垫层和第二弹性垫层的压缩量也不同，车站模型单元的两端会产生差异性沉降；继续加大荷载使车站模型单元产生形变直至破坏；对整体试验过程进行记录。
[0019]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0020]本专利技术公开了一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置及方法，建立了一环完整的装配式地铁车站，能够更加真实地模拟出现实情况，获取的实验结果更具有可靠性与真实性。该试验装置施加荷载后，因弹性垫层的弹性模量不同，垫层的压缩量也不同，车站整体会产生差异性沉降，能够真实地模拟地层不均匀沉降引起的车站倾斜，从而研究该状态下车站接头及整体的变形和破坏情况，对装配式地铁车站运营期的安全稳定性研究具有重要参考意义。
[0021]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分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
[0022]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0023]图1为本专利技术实施例一中用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置整体结构示意图；
[0024]其中，1.第一顶板构件，2.第二顶板构件，3.侧墙构件，4.底板构件，5.中柱构件，6.中板构件，7.刚性盖板，8.千斤顶，9.刚性框架，10.第一弹性垫层，11.第二弹性垫层，12.
高清摄像头。
具体实施方式
[0025]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0027]实施例一：
[0028]本专利技术实施例一提供了一种用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，如图1所示，包括：
[0029]车站模型单元、弹性垫层单元、地表载荷单元和摄像设备。车站模型单元包括第一顶板构件1、第二顶板构件2、侧墙构件3、底板构件4、中柱构件5和中板构件6，上述构件均由钢筋混凝土构成，标号c30。第一顶板构件1、第二顶板构件2、侧墙构件3和底板构件4均采用榫槽连接。本专利技术榫槽连接方式对应于为现有注浆式榫槽连接结构的装配式车站，榫槽连接相对于现浇结构来说，榫槽接头是变刚度接头，而现浇结构刚度大，二者受力时整体结构的弯矩分布不同，榫槽接头可以有效降低整体结构的最大弯矩，增强其稳定性。
[0030]第一顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，其特征在于，包括：车站模型单元、弹性垫层单元和地表载荷单元，所述车站模型单元包括第一顶板构件、第二顶板构件、侧墙构件、底板构件、中柱构件和中板构件，所述侧墙构件有两个，两个侧墙构件的榫槽部位分别拼接于所述底板构件两端的榫头部位上；所述第一顶板构件和第二顶板构件的榫槽部位分别拼接于两个侧墙构件的榫头部位上；所述第一顶板构件和第二顶板构件之间通过榫槽拼接在一起；所述中柱构件插在所述底板构件预留口上；所述中板构件两端放置于两个侧墙构件的牛腿上；所述弹性垫层单元包括第一弹性垫层和第二弹性垫层；所述底板构件放置于第一弹性垫层和第二弹性垫层上方；所述地表载荷单元放置于车站模型单元上方，用于施加载荷。2.如权利要求1所述的用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，其特征在于，所述中板构件下表面与中柱构件的顶部紧密接触。3.如权利要求1所述的用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，其特征在于，所述第一弹性垫层和第二弹性垫层弹性模量不同，第一弹性垫层和第二弹性垫层之间用螺栓连接在一起，防止加载过程中分离。4.如权利要求1所述的用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，其特征在于，所述第一弹性垫层和第二弹性垫层拼接后的上表面形状与所述底板构件下表面形状完全契合。5.如权利要求1所述的用于装配式地铁车站的不均匀沉降模拟试验装置，其特征在于，所述地表载荷单元包括刚性盖板、若干千斤顶和刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁万涛，项炳泉，崔林钊，唐文栋，秦旺，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：