[发明专利]一种地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，包括加载装置、主体框架结构、抽屉式箱盒结构(12)和隧道模型(17)；

主体框架结构包括钢板(7)、矩形连接钢管(22)和水平滑道(9)，主体框架结构的侧面和底部由钢板(7)围成，左右两侧的钢板(7)之间前后面各架设矩形连接钢管(22)，上下的矩形连接钢管(22)之间形成空心的隔间，隔间的两侧底边处设置水平滑道(9)；

加载装置包括移动式反力梁(1)、移动式千斤顶(2)和顶力架(3)，移动式反力梁(1)平行架设在钢板(7)顶部，移动式千斤顶(2)设置在移动式反力梁(1)底部；顶力架(3)安装在土体表面，一端紧贴试验土体，另一端与移动式千斤顶(2)连接；

矩形连接钢管(22)间的隔间内安装有抽屉式箱盒结构(12)，抽屉式箱盒结构(12)架设在水平滑道(9)上；抽屉式箱盒结构(12)侧面由钢板(7)围成，底部四角位置设置斜向固定钢板(8)，左右侧面的钢板(7)底部均安装水平滑道(9)，形成上下空心的抽屉式结构；前后侧面的钢板(7)底部靠近斜向固定钢板(8)的位置均设置槽口(10)，槽口(10)内安装隔层钢板(13)；

隧道模型(17)埋设在第二或第三层抽屉式箱盒结构(12)的土体中；隧道模型(17)为中空结构，隧道模型(17)的管片(18)外壁设置土压力盒(20)，管片(18)内壁设置位移传感器(19)，管片(18)外壁底部轴线上设置应变片(21)，土压力盒(20)、位移传感器(19)和应变片(21)在隧道模型(17)上均按照中间密两边疏的对称结构进行布置；土体表面和第一层抽屉式箱盒结构(12)的土体中沿着隧道模型(17)方向和与隧道模型(17)垂直的方向布置十字型的土体测量点位(23)。

2.根据权利要求1所述的地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，所述移动式反力梁(1)和移动式千斤顶(2)连接端均设置滑移装置，移动式反力梁(1)沿着两侧的钢板(7)水平滑动，移动式千斤顶(2)在移动式反力梁(1)上滑动；所述顶力架(3)由上加载板(4)、下加载板(5)以及传力柱(6)构成，传力柱(6)上下端分别与加载板连接并位于四个角的位置。

3.根据权利要求1所述的地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，所述水平滑道(9)固定在左右侧面的钢板(7)上，水平滑道(9)由水平凹槽和滚珠组成，表面涂抹有机油。

4.根据权利要求1所述的地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，所述隔层钢板(13)的插入端和拔出端两侧，即隔层钢板(13)的四个角上均平行设置预留小孔(14)，预留小孔(14)内绑扎钢绞线(15)；隔层钢板(13)插入端设计为刀口状，且表面涂抹有机油。

5.根据权利要求1所述的地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，所述槽口(10)宽度与隔层钢板(13)宽度相同，槽口(10)厚度略大于隔层钢板(13)厚度，槽口(10)环向设置橡胶套圈。

6.根据权利要求1所述的地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，所述抽屉式箱盒结构(12)前侧的钢板(7)上设有引线孔(11)作为预埋管线的通道，引线孔(11)四周设置橡胶套圈；抽屉式箱盒结构(12)前后侧面的钢板(7)中心位置均设置拉钩(16)。

7.根据权利要求1所述的地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置，其特征在于，所述隧道模型(17)由位于同一圆心的双层薄壁空心管组成，两薄壁空心管之间空隙由环氧树脂填筑；单环隧道模型(17)切割成管片(18)，管片(18)之间由铝线连接，管片(18)环与环之间由铝线贯穿连接。