[发明专利]一种用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备。

背景技术

目前，随着盾构技术的广泛应用，重叠盾构隧道施工是其中一种常见的情况。重叠盾构隧道设计和施工情况复杂，两隧道间角度和净距的改变将导致其相互影响程度的变化。在不同的施工情况下，两隧道间角度和净距变化范围大，其相互影响程度也随着产生变化，研究双洞平行隧道间相对角度及净距变化的影响对指导隧道施工具体重要的作用。

关于重叠盾构隧道间相互影响的研究，目前集中在三个方面：一是采用理论解析推导和数值模拟分析的手段研究隧道开挖对已建成隧道的影响，具体表现在利用有限元软件进行数值分析研究；二是利用室内相似模型试验和离心模型试验；三是采用室内相似模型试验和三维有限元数值计算相结合手段，研究双线或多线叠加盾构隧道施工时隧道彼此间的影响。目前对重叠盾构隧道施工的研究多限于相对位置固定时，一隧道开挖对另一隧道的影响，而因相对位置改变导致的影响还缺乏系统的研究工具。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备，能够根据多洞相对角度及净距变化影响的研究目的快速模拟所需工况，实现模拟不同的工况。

本发明提供的一种用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备，包括模拟箱、模板以及至少两个隧道模型；

所述模拟箱的正面上有部分区域镂空，所述模板可拆卸地固定在所述模拟箱的正面上，且所述模板覆盖所述模拟箱的镂空区域；

所述模板上设置有至少两个开孔，所述隧道模型通过所述开孔穿入所述模拟箱中，且所述隧道模型固定在所述模板上。

优选地，所述模拟箱内填充有土体，且土体将所述至少两个隧道模型外部填实，使得所述至少两个隧道模型达到设定埋深。

优选地，所述模拟箱的内净空为立方体结构，所述模拟箱的内净空的长度不小于1600mm，宽度不小于500mm，高度不小于1600mm，且所述模拟箱的箱壁厚度范围为5～10mm。

优选地，所述模拟箱通过钢板焊接而成，且所述模拟箱上固定有钢板形成的加劲肋；所述加劲肋固定于所述模拟箱的正面外部和与所述模拟箱的正面相对的背面外部。

优选地，所述加劲肋为第一方向上多个相互平行且间距均相等的钢板，与第二方向上多个相互平行且间距均相等的钢板之间焊接形成的网格状结构，其中，第一方向与第二方向相互垂直。

优选地，形成所述加劲肋的钢板厚度范围为5～10mm；

并且，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向。

优选地，第一方向上的两个相邻钢板之间的间距不超过200mm，第二方向上的两个相邻钢板之间的间距不超过200mm。

优选地，固定在所述模拟箱正面上的加劲肋包含有一个正方形大网格以及围绕在所述大网格四周的多个相同的小网格，所述大网格可等分为至少4个所述小网格；

所述镂空区域在固定于所述模拟箱正面上的加劲肋上的投影，覆盖所述大网格以及围绕所述大网格至少一圈的所述小网格。

优选地，所述模板为木质模板，所述木质模板为三合板，所述模板的厚度范围为10mm～15mm。

优选地，所述隧道模型均为PVC管或者均为石膏管，且所述隧道模型之间的管道直径满足相似比要求。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明采用的可拆卸的模板易于实现模拟不同的工况，并且直接在模板上根据相对角度和净距设置开孔，再通过开孔固定隧道模型，就可以进行模拟多洞隧道相互影响的试验，因此试验准备速度快、工况模拟准确；因为试验设备尺寸不算太大，材料价格都不高，不需要现场挖隧道进行试验，因此还具有数据采集方便以及成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备的主视结构示意图。

图2是本发明提供的用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备的模板与隧道模型关系示意图。

图3是本发明提供的用于模拟多洞隧道相互影响的试验设备的轴测图。

具体实施方式