[發明專利]一種運營公路下淺埋暗挖隧道地層變形試驗系統有效
| 申請號: | 201711489200.8 | 申請日: | 2017-12-29 |
| 公開(公告)號: | CN108205055B | 公開(公告)日: | 2020-07-28 |
| 發明(設計)人: | 曹志剛;范昌杰;許斌;嚴舒豪;張志祥 | 申請(專利權)人: | 浙江大學 |
| 主分類號: | G01N33/24 | 分類號: | G01N33/24 |
| 代理公司: | 杭州求是專利事務所有限公司 33200 | 代理人: | 黃歡娣;邱啟旺 |
| 地址: | 310058 浙江*** | 國省代碼: | 浙江;33 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 運營 公路 下淺埋暗挖 隧道 地層 變形 試驗 系統 | ||
1.一種運營公路下淺埋暗挖隧道地層變形試驗系統,其特征在于,所述地層變形試驗系統包括公路隧道模擬系統、交通荷載模擬系統、監測系統;
所述公路隧道模擬系統包括模型槽(1)、隧道模型(7),隧道模型(7)布置在模型槽(1)內,且模型槽(1)內部的剩余空間填充有土樣(3);所述隧道模型(7)為由鋼筋網(10)和混凝土襯砌(13)構成的圓筒形模型,混凝土襯砌(13)中具有沿軸向布置的多個網構鋼拱架(12),相鄰的網構鋼拱架(12)之間通過鋼筋拉桿(11)相連;
每個網構鋼拱架(12)所在截面為一測試面,每個測試面內的拱頂及兩側拱腰位置均有沿隧道模型(7)徑向布置的一個LVDT位移傳感器(6)、一個壓力盒(8)和一個加速度傳感器(9),所述LVDT位移傳感器(6)設置在混凝土襯砌(13)的內壁上,所述壓力盒(8)和加速度傳感器(9)均埋設于混凝土襯砌(13)中,且位于網構鋼拱架(12)內側;
土樣(3)頂面布置有伺服加載裝置(4)和多個LVDT位移傳感器(6),其中LVDT位移傳感器(6)分為兩列沿隧道模型(7)中心軸對稱布設,伺服加載裝置(4)位于土樣(3)頂面的正中位置,用于在土樣(3)頂面施加不同頻率、大小的簡諧荷載組合;
伺服加載裝置(4)構成所述交通荷載模擬系統,LVDT位移傳感器(6)、壓力盒(8)和加速度傳感器(9)構成所述監測系統;
所述地層變形試驗系統采用分步開挖法進行施工模擬,開挖一個進尺后,先在隧道模型(7)內表面鋪設鋼筋網(10),然后立即均勻涂抹厚度為0.05倍隧道直徑的水泥砂漿模擬混凝土襯砌(13),再安裝網構鋼拱架(12),并在網構鋼拱架(12)上相應測點處安裝壓力盒(8)和加速度傳感器(9),最后均勻涂抹厚度為0.2倍隧道直徑的水泥砂漿模擬混凝土襯砌(13),并在隧道模型(7)內表面相應測點處安裝LVDT位移傳感器(6),完成后進行下一個進尺的施工模擬;施工模擬完成后,在土樣(3)頂面中心位置安裝伺服加載裝置(4),在不同的試驗組別中設置不同頻率、大小的簡諧荷載,得到大量詳細的監測數據。
2.根據權利要求1所述的地層變形試驗系統,其特征在于,所述網構鋼拱架(12)沿隧道模型(7)徑向的截面是邊長為0.1倍隧道直徑的矩形,相鄰網構鋼拱架(12)的間距為0.4倍隧道直徑,且在相鄰兩網構鋼拱架(12)之間,沿網構鋼拱架(12)周邊均勻焊接(8)根細鋼筋拉桿(11)進行縱向連接加固。
3.根據權利要求1所述的地層變形試驗系統,其特征在于,網構鋼拱架(12)與鋼筋網(10)之間的間距為0.05倍隧道直徑,網構鋼拱架(12)內側的混凝土襯砌(13)的厚度為0.2倍隧道直徑。
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