[实用新型]一种模拟隧道开挖对周边管线影响的试验装置

摘要

本实用新型公开了一种模拟隧道开挖对周边管线影响的试验装置，包括试验箱、隧道开挖模拟装置、管线和量测系统；试验箱为可视化钢化玻璃箱；隧道开挖模拟装置包括拉拔仪器、内管和外管；量测系统包括沉降杆、位移传感器、应变片、压力盒、数据采集仪和计算机。本实用新型能够对埋地管线的变形特性和力学行为进行全面的监测，解决了实际工程中监测工作难、量测项目不全面的问题。本实用新型通过改变内外管间隙体积模拟不同隧道施工产生的地层损失，且可进行不同土体性质和不同管隧空间位置多种不同材质管线变形特性和力学行为的研究，为建立不同工况下的隧道‑管线‑土体的力学模型，全面研究管土相互作用及管线变形机理提供更多的数据基础。

主权项

一种模拟隧道开挖对周边管线影响的试验装置，其特征在于：包括试验箱(1)、隧道开挖模拟装置、管线(4)量测系统；所述的试验箱(1)为可视化钢化玻璃箱，玻璃箱带底并敞口，且在相对的两壁面上预制孔洞，在壁面外侧孔洞的周边外设置“凹”形不锈钢滑槽(7)，用于安置玻璃挡板(8)；所述的试验箱内装有土体，土体的表层低于试验箱的开口面；所述的土体中埋有管线(4)，管线(4)安置在设计深度处；所述的隧道开挖模拟装置包括拉拔仪器、内管(3)和外管(2)；所述的内管(3)模拟隧道的砌衬，外管(2)模拟盾构机的盾壳；所述的内管(3)和外管(2)嵌套在一起，水平安装在试验箱的孔洞中；所述的内管(3)和外管(2)之间留有空隙，两端用泡沫环密封；所述的内管(3)贯穿箱体，左端与试验箱(1)上的玻璃挡板(8)紧接，右端伸出试验箱外；所述的外管(2)左端距试验箱左壁10‑30cm，右端伸出试验箱外20cm；外管(2)右端伸出部分沿环向均布圆孔，所述的拉拔仪器通过绳索连接到外管(2)的圆孔上；所述的外管(2)外侧沿轴向有刻度标记；所述的量测系统包括沉降杆(10)、位移传感器(5)、应变片(9)、压力盒(11)、数据采集仪(15)和计算机(16)；所述的沉降杆(10)有多根，其上端与位移传感器(5)连接，下端固定在管线(4)上，所述的位移传感器(5)布置在土体表层(6)上；所述的应变片(9)有多组，沿管线(4)外侧轴向间隔布置，每组2个应变片(9)，分别布置在管线(4)的顶部和底部；所述的压力盒(11)有多组，沿管线(4)外侧轴向与应变片(9)间隔布置，每组2个压力盒(11)，分别布置在管线(4)的顶部和底部；所述的压力盒(11)还布设于管线(4)所在深度的无管线影响区域，所述无管线影响区域为距管线(4)轴线5倍管径水平距离处；所述的位移传感器(5)、应变片(9)和压力盒(11)分别通过数据线与数据采集仪(15)连接，所述的数据采集仪(15)与计算机(16)连接。