一種用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝置，用于可伸縮性間接模擬隧道襯砌的可變剛度模擬實驗以模型襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及圍巖-支護特征曲線。由鋁合金材料的上弧片1和下弧片2卷合構(gòu)成試驗筒體；上弧片1和下弧片2的邊沿設(shè)置有U形槽3，兩個弧片通過U形槽采用螺栓等間距可移動聯(lián)接；所述上弧片1和下弧片2具有被模擬的實際隧道的橫斷邊緣曲線，在測試時，筒體中部環(huán)向內(nèi)、外層上布置應變片和壓力盒。本發(fā)明通過一次成型襯砌可反復多次應用于隧道模型試驗中，改變了以往采用石膏襯砌，一次多模型，既費工、費錢又費時的情況。用低成本實現(xiàn)了模型試驗的簡單有效的操作性，既不造成材料浪費，又節(jié)約了試驗成本。
【專利說明】一種用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝 CP3

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及隧道模型試驗領(lǐng)域，特別涉及膨脹土隧道相關(guān)模型試驗方面。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高速公路和高速鐵路的發(fā)展，越來越多的隧道穿越了復雜地質(zhì)地層，結(jié)構(gòu)內(nèi) 力急需得到驗證，手段往往是通過大量的模型試驗進行分析和驗證，得出相關(guān)規(guī)律。模型試 驗的制作往往都是采用石膏襯砌模型，效率低，易毀壞，一次試驗要多個模型，每個模型之 間還有差異，造成了資本、工時的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是在解決膨脹土隧道圍巖支護阻力特征 曲線應用上，盡量采用同一模型，間接模擬襯砌可變剛度，既減少了試驗過程中材料浪費， 又增加了試驗精度。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。
[0005] -種用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝置，用于可伸縮性間接 模擬隧道襯砌的可變剛度模擬實驗以模型襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及圍巖-支護特征曲線。由鋁合金 材料的上弧片1和下弧片2卷合構(gòu)成試驗筒體；上弧片1和下弧片2的邊沿設(shè)置有U形槽 3,兩個弧片通過U形槽采用螺栓等間距可移動聯(lián)接；所述上弧片1和下弧片2具有被模擬 的實際隧道的橫斷邊緣曲線。
[0006] 在測試時。筒體中部環(huán)向內(nèi)、外層上布置應變片和壓力盒。
[0007] 采用本發(fā)明裝置，可根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪圍巖支護特征曲線，具體可以獲得以下的 優(yōu)點：
[0008] (1)使制作襯砌模型簡單易行。
[0009] (2)節(jié)約材料及試驗成本，精度及可靠性較高。
[0010] (3)可多次進行各種復雜地質(zhì)條件下的模型試驗，對同類型相似的隧道可反復使 用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為圍巖支護特征曲線.
[0012] 圖2為本發(fā)明裝置的外觀圖。
[0013] 圖3為本發(fā)明裝置在試樣箱中使用狀態(tài)的橫截剖視圖。
[0014] 圖4為圖3的A-A剖面圖。
[0015] 圖5為圖2的A部局部放大圖。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017] 如圖1所示，為試驗所測得的圍巖支護阻力-位移特征曲線。
[0018] 本裝置（鋁合金隧道襯砌）的外觀如圖2,結(jié)合圖5可看到，由鋁合金材料的上弧 片1和下弧片2卷合構(gòu)成試驗筒體；上弧片1和下弧片2的邊沿設(shè)置有U形槽3,兩個弧片 通過U形槽采用螺栓等間距可移動聯(lián)接；所述上弧片1和下弧片2具有被模擬的實際隧道 的橫斷邊緣曲線。
[0019] 可縮式鋁合金隧道襯砌模型測試技術(shù)，通過襯砌的可伸縮性間接模擬隧道可變剛 度，可實現(xiàn)測圍巖-支護特征曲線，包含如下的制造和使用步驟：
[0020] 1)根據(jù)剛度需求選擇合適厚度的鋁合金材料，并根據(jù)所研究隧道斷面形式及比例 尺大小，選擇截面周長長度和軸向長度；
[0021] 2)根據(jù)所研究隧道形狀，沿隧道跨度方向把鋁合金襯砌分成上下兩部分，分別卷 成對應形式和大??；
[0022] 3)利用線切割技術(shù)，在鋁合金縱向長度兩側(cè)每5cm對應位置切割滑槽，并配備螺 栓，滑槽長度根據(jù)試驗要求可調(diào)節(jié)長度；
[0023] 4)上下襯砌模型卡好后，擰緊固定螺栓進行初步加載測試，實現(xiàn)在松動螺栓情況 下襯砌可自由上下伸縮，擰緊后，襯砌形狀固定；
[0024] 5)根據(jù)試驗內(nèi)力測試需求，在鋁合金襯砌模型中部環(huán)向內(nèi)、外層上布置應變片和 壓力盒，連接導線和應變儀；
[0025] 6)把鋁合金襯砌模型放置在整體模型試驗箱內(nèi)，進行試驗，按照分級釋放襯砌徑 向位移，得到一系列測試數(shù)據(jù)。
[0026] 本發(fā)明裝置鋁合金薄板襯砌模型能夠模擬多種復雜地質(zhì)條件下的隧道襯砌受力 測試，為隧道模型試驗提供了比較廣闊的前景。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝置，用于可伸縮性間接 模擬隧道襯砌的可變剛度模擬實驗以模型襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及圍巖-支護特征曲線，其特征在 于，由鋁合金材料的上弧片1和下弧片2卷合構(gòu)成試驗筒體；上弧片1和下弧片2的邊沿設(shè) 置有U形槽3,兩個弧片通過U形槽采用螺栓等間距可移動聯(lián)接；所述上弧片1和下弧片2 具有被模擬的實際隧道的橫斷邊緣曲線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝置，其 特征在于，所述上弧片1和下弧片2根據(jù)被模擬的實際隧道斷面形式及比例尺大小，選擇截 面周長長度和軸向長度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于測試隧道圍巖特征曲線的可縮式襯砌結(jié)構(gòu)試驗裝置，其 特征在于，所述等間距是指U形槽間的間隔為5cm。
【文檔編號】G01M99/00GK104155127SQ201410304328
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】仇文革, 凌昊 申請人:西南交通大學