盾構(gòu)隧道上浮機理的模型試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的試驗裝置，具體地，涉及一種盾構(gòu)隧道上浮機理的模型試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市交通的飛速發(fā)展，隧道已成為城市交通非常重要的一部分，而且在河流眾多的地區(qū)，越江隧道由于不受航運制約和氣象條件影響，近些年在越江工程中得到了普遍應(yīng)用。盾構(gòu)隧道施工中，對于剛脫離盾尾的管片，經(jīng)常會出現(xiàn)局部或整體上浮，表現(xiàn)為管片錯臺、裂縫、破損，乃至軸線偏位等現(xiàn)象，尤其是在穿越河底淺覆土?xí)r，該問題尤為突出，給隧道施工帶來了很大的安全隱患。
[0003]對于隧道上浮的研宄方法主要分為理論計算、模型試驗和原型結(jié)構(gòu)試驗，但是，由于現(xiàn)場施工條件復(fù)雜，隧道結(jié)構(gòu)受力不均勻，對于理論分析很難準(zhǔn)確的分析隧道的上浮情況；對于原型結(jié)構(gòu)試驗，由于其成本高，試驗實施難度大，如果每條隧道都進行原型結(jié)構(gòu)試驗，則很不經(jīng)濟，因此，采用室內(nèi)模型試驗的方法來研宄隧道上浮問題具有明顯的優(yōu)勢。
[0004]目前，研宄隧道上浮的模型試驗裝置主要是將隧道模型放入裝有漿液的容器中，通過觀察隧道模型在不同配比的漿液中以及不同埋深情況下的上浮情況來研宄實際隧道在施工過程中的隧道上浮規(guī)律。然而，這種模型試驗裝置只是利用漿液對隧道模型的浮力以及隧道受到的向下的荷載之間的關(guān)系，研宄隧道在不同液體中的上浮問題，也就是說，只能在平面問題上來研宄隧道的上浮問題，無法模擬現(xiàn)場施工真實情況下的土體開挖的過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種盾構(gòu)隧道上浮機理的模型試驗裝置，該裝置克服了現(xiàn)有室內(nèi)模型試驗裝置只能在平面問題上來研宄隧道的上浮問題、無法模擬現(xiàn)場施工真實情況下的土體開挖過程的缺陷，以獲得不同土體、不同覆土深度以及不同開挖長度時隧道的上浮規(guī)律，使模型試驗結(jié)果更能有效準(zhǔn)確的反應(yīng)現(xiàn)場施工工況。
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種盾構(gòu)隧道上浮機理的模型試驗裝置，包括:用于盛放試驗土體的主體土箱，隧道模型管片，用于密封和連接隧道模型管片的乳膠膜，用于測量隧道上浮量的位移計，用于固定位移計的位移計支架，用于模擬開挖土體的隧道內(nèi)部重物，用于固定乳膠膜的乳膠膜固定板，用于箍住乳膠膜的橡皮圈；其中:
[0007]所述的主體土箱為一上部開口的長方體容器，其內(nèi)部盛放土體和水；
[0008]所述的隧道模型管片為由根據(jù)現(xiàn)場實體隧道按照比例縮小做成的一個個圓環(huán)組成，隧道模型管片裝于乳膠膜內(nèi)部；
[0009]所述的乳膠膜為一端密封、另一端開口的圓筒形，用于包裹隧道模型管片，以防止水進入模型隧道，同時起到連接隧道模型管片的作用；
[0010]所述的位移計與包裹有隧道模型管片的乳膠膜相連，用于測量試驗過程中隧道的上浮量；
[0011]所述的位移計支架固定于主體土箱的上部，用于固定位移計；
[0012]所述的隧道內(nèi)部重物為模擬隧道內(nèi)部土體的物體，其質(zhì)量與欲開挖的土體質(zhì)量相等，其寬度與隧道模型管片相等；
[0013]所述的乳膠膜固定板通過緊固件固定于主體土箱的側(cè)面；
[0014]所述的橡皮圈用于將乳膠膜箍住，固定在乳膠膜固定板上，起到密封作用。
[0015]優(yōu)選地，在所述主體土箱的一側(cè)開有圓孔，用于模擬隧道開挖時將隧道內(nèi)部土體移出；在所述主體土箱的側(cè)面底部設(shè)有出水口，該出水口由球閥控制，試驗時所述出水口關(guān)閉。
[0016]更優(yōu)選地，所述的主體土箱的圓孔圓心距離所述主體土箱的底部為1.5倍的隧道模型(該隧道模型就是由上述隧道模型管片連接起來后形成的用來模擬實際工程隧道的縮比例模型，即隧道的模型)的直徑、距離所述主體土箱的左右兩側(cè)邊緣各4.5倍隧道模型直徑、距離所述主體土箱的上邊緣4.5倍的隧道模型直徑。
[0017]優(yōu)選地，所述的乳膠膜固定板中間設(shè)置一與所述主體土箱的側(cè)面圓孔大小相同的圓孔，乳膠膜固定板通過緊固件固定于主體土箱側(cè)面圓孔處，用于固定乳膠膜開口的一端，以防止主體土箱內(nèi)部的土體和水從主體土箱的圓孔處流出。
[0018]優(yōu)選地，所述的主體土箱圓孔直徑和所述乳膠膜固定板圓孔直徑與隧道模型的直徑相等。
[0019]優(yōu)選地，所述的乳膠膜直徑比隧道模型直徑小0.5-lcm，乳膠膜厚0.2mm。
[0020]優(yōu)選地，所述的橡皮圈至少2條，以確保密封效果。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0022]本發(fā)明可以模擬在隧道土體開挖情況下隧道上浮情況，能夠獲得不同土體、不同覆土深度以及不同開挖長度時隧道的上浮規(guī)律，使模型試驗結(jié)果更能有效準(zhǔn)確的反應(yīng)現(xiàn)場施工工況。
【附圖說明】
[0023]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0024]圖1為本發(fā)明一實施例的縱斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明一實施例的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明一實施例的乳膠膜固定板平面圖；
[0027]圖4為本發(fā)明一實施例的乳膠膜固定板立面圖；
[0028]圖中:
[0029]I一主體土箱，2—隧道模型管片，3—乳膠膜，4一位移計，5—位移計支架，6—乳膠膜固定板，7一橡皮圈，8一出水口，9一固定螺檢，10一球閥，11一隧道內(nèi)部重物，12一螺檢孔。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0031]如圖1所示，為本實施例盾構(gòu)隧道上浮機理的模型試驗裝置的縱斷面結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括:用于盛放試驗土體的主體土箱1，隧道模型管片2，用于密封和連接隧道模型管片環(huán)的乳膠膜3，用于測量隧道上浮量的位移計4，用于固定位移計4的位移計支架5，用于固定乳膠3的乳膠膜固定板6，用于箍住乳膠膜3的橡皮圈7，用于模擬開挖土體的隧道內(nèi)部重物11，其中:
[0032]所述的主體土箱I為一上部開口的長方體容器，內(nèi)部可以盛放土體和水；在所述主體