示意圖；
[0049]圖16為管片試件B-1側(cè)視圖；
[0050]圖17為管片試件B-2環(huán)縫接觸面示意圖；
[0051]圖18為管片試件B-2內(nèi)弧面示意圖；
[0052]圖19為管片試件B-2側(cè)視圖。
[0053]圖中，丨-管片試件、101-管片試件A-丨、102-管片試件A-2、103-管片試件B-1、104-管片試件B-2、2-供水箱、3-水壓機(jī)、4-閥門、5-帶刻度尺的儲(chǔ)水槽、6-水壓表、7-框架、8-X向加載作動(dòng)器、9-Y向加載作動(dòng)器、1-Z向加載作動(dòng)器、11-數(shù)碼單反相機(jī)、12-攝影燈箱。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0055]實(shí)施例
[0056]盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括用于環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)的管片試件I，水壓加載組件，主要包括供水箱2、水壓機(jī)3、水壓表6、閥門4和帶刻度尺的儲(chǔ)水槽5，水壓加載組件與框架7共同組成了管片加載組件，如圖2-4所示。觀測(cè)記錄組件，主要包括激光位移傳感器和數(shù)字化近景攝影測(cè)量設(shè)備。接下來(lái)，對(duì)上述各組件再做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0057]管片試件I的具體結(jié)構(gòu)如圖5-19所示，管片試件I主要由A型管片和B型管片兩個(gè)大類組成，其中，A型管片由管片試件A-1101、管片試件A-2102組成，B型管片由管片試件B-1103、管片試件B-2104組成。
[0058]管片試件A-1101、管片試件A-2102通過(guò)環(huán)向彎螺栓連接在一起，兩個(gè)試驗(yàn)管片的對(duì)接面之間形成縱縫，管片在相應(yīng)接觸面上開有縱向溝槽，在縱縫中設(shè)有一圈彈性密封墊；管片試件B-1103、管片試件B-2104和A型管片通過(guò)縱向斜螺栓連接在一起，并且與A型管片的對(duì)接面之間形成環(huán)縫，管片在相應(yīng)的接觸面上開有環(huán)向溝槽，在環(huán)縫中設(shè)有一圈彈性密封墊;所述彈性密封墊的內(nèi)圈圍成一個(gè)水壓腔，管片試件B-1103、管片試件B-2104上設(shè)有注水孔道與水壓腔相連通，注水孔道與水壓加載組件相連接。
[0059]水壓加載組件中，供水箱2通過(guò)水管與水壓機(jī)3相連，為水壓機(jī)3提供輸入水；閥門4一側(cè)與水壓機(jī)3相連，另一側(cè)與帶刻度尺的儲(chǔ)水槽5相連;帶刻度尺的儲(chǔ)水槽5通過(guò)水管與管片組件相連;其中水管在靠近管片組件一側(cè)預(yù)留有螺栓孔，通過(guò)此螺栓孔與水壓表6相連。
[0060]框架7的頂梁的下表面上設(shè)有用于監(jiān)測(cè)管片的位移量、張開量和張開角的激光位移傳感器，激光位移傳感器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的位移信號(hào)輸入端連接，加載控制器的控制輸出端分別與X向加載作動(dòng)器8的控制輸入端、Y向加載作動(dòng)器9的控制輸入端和Z向加載作動(dòng)器10的控制輸入端對(duì)應(yīng)連接。激光位移傳感器采用三角測(cè)量法測(cè)量位移，精度極高。數(shù)字化近景攝影測(cè)量設(shè)備由兩臺(tái)高像素?cái)?shù)碼單反相機(jī)U、三腳架以及四只攝影燈箱12組成，采用高速數(shù)碼照相技術(shù)記錄滲水現(xiàn)象及滲水方位，高速數(shù)碼照相采集不僅能夠捕捉到滲漏水發(fā)生的全過(guò)程，還能通過(guò)對(duì)比分析觀察到肉眼不能觀測(cè)到的細(xì)節(jié)，準(zhǔn)確記錄管片縱縫受力變形張開滲流的破壞過(guò)程。
[0061]本發(fā)明在使用時(shí)，將盾構(gòu)隧道環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)裝置安裝好后，通過(guò)兩個(gè)Z向加載上拉桿、兩個(gè)Z向加載下拉桿、I個(gè)Z向加載作動(dòng)器構(gòu)成自平衡反力架沿襯砌管片的縱向軸線方向施加荷載，來(lái)模擬實(shí)際盾構(gòu)隧道襯砌管片受到的縱向荷載，通過(guò)I個(gè)Y向加載頂部作動(dòng)器、Y向荷載分配梁將豎向力平均分配為兩個(gè)豎向荷載作用于中間管片(A型管片)，推動(dòng)中間管片(A型管片)與兩側(cè)管片(管片試件B-1103、管片試件B-2104)發(fā)生一定量值的錯(cuò)動(dòng)，使得在環(huán)縫處產(chǎn)生一個(gè)可知可控的剪切力，并通過(guò)4個(gè)X向加載作動(dòng)器對(duì)縱縫施加壓力，使得接縫處于壓緊狀態(tài)，并通過(guò)水壓施加子系統(tǒng)向管片環(huán)縫注水加壓，從而在環(huán)縫接觸面內(nèi)形成以密閉的有壓水空間，結(jié)合激光位移傳感器測(cè)量的接縫位移量、張開量和張開角的變化值，應(yīng)用數(shù)碼單反相機(jī)記錄加載過(guò)程的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)狀態(tài)，以此確定盾構(gòu)隧道環(huán)縫不同張開量、錯(cuò)位量以及張開角等工況下的防水能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，該試驗(yàn)系統(tǒng)包括: 用于環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)的管片試件，位于框架內(nèi)， 水壓加載組件，包括經(jīng)水管依次連接的供水箱、水壓機(jī)及帶刻度尺的儲(chǔ)水槽， 觀測(cè)記錄子組件，包括激光位移傳感器和數(shù)字化近景攝影測(cè)量設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的管片試件由A型管片及B型管片組合構(gòu)成， 所述的A型管片由通過(guò)環(huán)向彎螺栓連接的兩片管片組成，兩片管片的對(duì)接面之間形成縱縫，管片在相應(yīng)接觸面上開有縱向溝槽，在縱縫中設(shè)有一圈彈性密封墊， 所述的B型管片為兩片通過(guò)縱向斜螺栓連接在A型管片兩側(cè)的管片，對(duì)接面之間形成環(huán)縫，管片在相應(yīng)的接觸面上開有環(huán)向溝槽，在環(huán)縫中設(shè)有一圈彈性密封墊;該彈性密封墊的內(nèi)圈圍成一個(gè)水壓腔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的B型管片上設(shè)有與水壓加載組件聯(lián)通的注水孔道。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的注水孔道埋設(shè)在B型管片內(nèi)部，在管片外弧面上通過(guò)螺栓孔與水壓加載組件相連作為壓力水入水口。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的管片試件在環(huán)縫和縱縫接觸面上分別設(shè)置環(huán)向溝槽和縱向溝槽并粘貼彈性密封墊，形成密閉的壓力水作用空間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的水壓機(jī)與帶刻度尺的儲(chǔ)水槽之間的水管上設(shè)有閥門，水管在靠近管片試件一側(cè)預(yù)留有螺栓孔，通過(guò)該螺栓孔與水壓表相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的激光位移傳感器連接在框架頂梁的下表面，該激光位移傳感器的信號(hào)輸出端與加載作動(dòng)器的位移信號(hào)輸入端連接，所述的加載作動(dòng)器的控制輸出端分別與X向加載作動(dòng)器的控制輸入端、Y向加載作動(dòng)器的控制輸入端和Z向加載作動(dòng)器的控制輸入端對(duì)應(yīng)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的X向加載作動(dòng)器、Y向加載作動(dòng)器、Z向加載作動(dòng)器控制管片試件在三個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字化近景攝影測(cè)量設(shè)備由兩臺(tái)高像素?cái)?shù)碼單反相機(jī)、三腳架以及四只攝影燈箱組成。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括用于環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)的管片試件，位于框架內(nèi)，水壓加載組件，包括經(jīng)水管依次連接的供水箱、水壓機(jī)及帶刻度尺的儲(chǔ)水槽，觀測(cè)記錄子組件，包括激光位移傳感器和數(shù)字化近景攝影測(cè)量設(shè)備。本實(shí)用新型利用常規(guī)的管片接頭力學(xué)性能試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行加載，完成盾構(gòu)隧道襯砌管片環(huán)縫的防水性能試驗(yàn)，準(zhǔn)確模擬盾構(gòu)隧道環(huán)縫在實(shí)際情況下的受力與變形狀態(tài)，以測(cè)得盾構(gòu)隧道環(huán)縫不同張開量、錯(cuò)位量以及張開角等工況下的防水能力，為隧道工程接縫防水精細(xì)化設(shè)計(jì)提供定量參考依據(jù)，保證試驗(yàn)管片構(gòu)件與實(shí)際隧道管片制作精度的一致性和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少試件的鋼模加工成本，縮短了試驗(yàn)時(shí)間。
【IPC分類】G01M3/02
【公開號(hào)】CN205246284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520739323
【發(fā)明人】龔琛杰, 丁文其, 蔡永昌, 吳煒楓
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日