專利名稱：一種泄水式管片襯砌模型試驗箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及盾構(gòu)隧道用的管片襯砌模型試驗設(shè)備，尤其涉及一種泄水式管片 襯砌模型試驗箱。
背景技術(shù)：
采用泄水式管片襯砌模型試驗箱進行室內(nèi)模型孔隙水壓試驗，是研究泄水式管片 襯砌對圍巖孔隙水壓力以及泄流量的影響的一種重要手段?，F(xiàn)有的泄水式管片襯砌模型試驗箱，包括密閉承壓的箱體，箱體內(nèi)縱向設(shè)置有圓 形PVC管構(gòu)成的隧道模型、模型的下部開有泄水孔、模型的出水端伸出箱體的側(cè)壁，模型的 出水端下方置有儲水容器，箱體的頂壁設(shè)置有與箱體內(nèi)部連通的精密水壓表和進水孔，箱 體的前、后壁中部設(shè)有測壓管導(dǎo)出孔，箱體的前、后壁的底部設(shè)置有排水孔。試驗時，先將模擬管片襯砌及其泄水孔的PVC管隧道模型粘結(jié)在箱體上，再在箱 體內(nèi)填充滿砂土 ；填充砂土的同時，在箱體內(nèi)布置好測壓管，并將測壓管通過測壓管導(dǎo)出孔 與測壓計相連；隨后關(guān)閉箱體頂蓋，堵住排水管，從入水孔注入設(shè)定水壓的水，待模型出水 端的出水量(速度)穩(wěn)定后，即滲流基本達到穩(wěn)定狀態(tài)時，開始觀測記錄隧道模型出水端的 出水量和測壓計測出的孔隙水壓力數(shù)據(jù)，即完成一次試驗，得到一組試驗數(shù)據(jù)。下一次試驗 前，首先關(guān)閉進水管閥門，使排水管開啟，將箱體內(nèi)水流完全排出，取出箱體內(nèi)砂土，再更換 粘接上泄水孔密度不同的另一個PVC管隧道模型，重新填充砂土及布置測壓管，再關(guān)閉箱 體及注水，然后進行下一次試驗。通過對多次試驗得到的試驗數(shù)據(jù)的分析，可以得出不同的 泄水孔密度與隧道襯砌圍巖內(nèi)的孔隙水壓力以及泄流量的關(guān)系，從而為盾構(gòu)隧道管片襯砌 的設(shè)計與施工提供試驗依據(jù)。采用現(xiàn)有的試驗箱進行試驗存在的問題是除第一次外，每次試驗前均需排干前 次試驗的余水，取出前次試驗填充的砂土，再換PVC管隧道模型，并重新填土、布置測壓管； 注水至滲流基本穩(wěn)定，方可開始試驗。其操作極其繁瑣。注水至滲流基本穩(wěn)定需要十天左 右，試驗周期長；并且由于每次填充的砂土不可能保證完全一致，從而使其模擬的地層結(jié)構(gòu) 在各次試驗間發(fā)生不可預(yù)知的變化，導(dǎo)致各次測試結(jié)果無法建立在模型土物理力學(xué)參數(shù)一 致的基礎(chǔ)上，各次試驗數(shù)據(jù)的可對比性差，分析得出的數(shù)據(jù)誤差大，其作為設(shè)計和施工的試 驗依據(jù)的準確性和可靠性有待提高。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供泄水式管片襯砌模型試驗箱，用該種試驗箱進行試驗 操作簡單，試驗周期短，試驗數(shù)據(jù)準確性高、可靠性好，能為盾構(gòu)隧道的設(shè)計和施工提供更 加有效可靠準確的試驗依據(jù)，從而更好的保證隧道的安全和經(jīng)濟。本實用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種泄水式管片襯砌模型試 驗箱，包括箱蓋，箱體，箱體的前、后壁中部設(shè)有測壓管導(dǎo)出孔，箱體的前、后壁的底部設(shè)置 有排水孔，箱蓋上有與箱體內(nèi)部連通的精密水壓表和進水孔，其結(jié)構(gòu)特點是所述的箱體內(nèi)縱向設(shè)置有圓形PVC管構(gòu)成的內(nèi)模、內(nèi)模的下部開有內(nèi)模泄水孔、內(nèi)模的出水端伸出箱體 的側(cè)壁；內(nèi)模的出水端下方置有儲水容器；內(nèi)模上外套有鋼質(zhì)的外模，外模上開有外模泄 水孔，內(nèi)模泄水孔的數(shù)量少于或等于外模泄水孔，任一內(nèi)模泄水孔均與相應(yīng)的外模泄水孔 對齊。采用本實用新型進行試驗的原理是外模模擬管片襯砌，內(nèi)模泄水孔模擬管片襯 砌的泄水孔；具體試驗方法是第一次試驗，將PVC管內(nèi)模插入套合在外模上，并將內(nèi)模泄水孔與外模泄水孔對 齊，內(nèi)模與外模的出水端粘接。再在箱體內(nèi)填充滿砂土 ；填充砂土的同時，在箱體內(nèi)布置好 測壓管，并將測壓管通過測壓管導(dǎo)出孔與測壓計相連；隨后關(guān)閉箱體頂蓋，關(guān)閉排水管，從 入水孔注入設(shè)定水壓的水，待內(nèi)模出水端的出水量(速度)穩(wěn)定后，即滲流基本達到穩(wěn)定狀 態(tài)時，開始觀測記錄內(nèi)模出水端的出水量和測壓計測出的孔隙水壓力數(shù)據(jù)，即完成一次試 驗，得到一組試驗數(shù)據(jù)。下一次及以后的試驗，首先關(guān)閉進水管閥門，打開排水管，將箱體內(nèi)水位排至內(nèi)模 部位以下，即可將前次試驗的PVC管內(nèi)模取出，新插入泄水孔密度不同的PVC管內(nèi)模，將內(nèi) 模泄水孔與外模泄水孔對齊，內(nèi)模與外模的出水端粘接，重新按設(shè)定水壓注水，至內(nèi)模出水 端的出水量(速度)穩(wěn)定后即可進行下一次試驗。通過對多次試驗得到的試驗數(shù)據(jù)的分析，可以得出不同泄水孔密度與隧道襯砌圍 巖內(nèi)的孔隙水壓力以及泄流量的關(guān)系，為盾構(gòu)隧道管片襯砌的設(shè)計與施工提供試驗依據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是一、在進行第二次試驗及以后的試驗時，排水操作只需將水位排至內(nèi)模管部位及 以下，能夠方便內(nèi)模與外膜出水端的粘接即可，無需將水完全排干，從而新一次試驗的注水 至出水端出水量穩(wěn)定的時間縮短一半，由原來的十天減至五天左右，整個試驗的周期大大 減少，效率高。二、由于外模固定在箱體內(nèi)，外模的外模泄水孔數(shù)量多于或等于內(nèi)模泄水孔，在外 模的腔內(nèi)可以套上不同泄水孔密度的內(nèi)模，均能使內(nèi)模泄水孔與外模泄水孔對齊，不會對 內(nèi)模泄水孔的泄水造成影響。因此，模擬不同模泄水密度的試驗，更換不同泄水孔密度的內(nèi) 模時，只在外模腔內(nèi)進行，而外模及箱體內(nèi)的填充土均不變，無需取土、重新填土和布置測 壓管，操作更為簡單方便。三、同時，由于各次試驗時不同泄水孔密度的內(nèi)模的更換，只是在外模的腔內(nèi)進 行。模擬管片襯砌的外模與箱體間的填充土(模型土)仍為前次試驗的外模與填充土，使 每次試驗時的砂土完全一致，各次測試結(jié)果建立在模型土物理力學(xué)參數(shù)(如密度、孔隙率) 一致的基礎(chǔ)上，從而各次試驗的數(shù)據(jù)具有可對性，分析得出的數(shù)據(jù)誤差小、準確，能為隧道 的設(shè)計和施工提供更加準確可靠的試驗依據(jù)，從而更好的保證隧道的安全和經(jīng)濟。上述的外模出水端與箱體側(cè)壁接觸處通過焊接緊密連接，外模的另一端的下部置 于箱體側(cè)壁焊接的支撐塊上。這樣既方便箱體與外模的連接安裝，又能保證箱體與外模的連接牢固，出水端的 連接處不漏水。上述的排水管上還設(shè)有閥門，這樣試驗后需排水時開啟閥門時即可，開始試驗及 試驗中，關(guān)閉閥門即可，方便試驗后的排水和試驗中的儲水。[0019]上述的內(nèi)模及外模的出水端的高度低于另一端的高度。這樣試驗時，通過內(nèi)模泄 水孔進入內(nèi)模腔內(nèi)的水能完全通過內(nèi)模出水端流出供測試，保證泄水量的測量準確。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型實施例的正剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型實施例的外模的正視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型實施例的內(nèi)模的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例圖1-4示出，本實用新型的一種具體實施方式
為，一種泄水式管片襯砌模型試驗 箱，包括箱蓋la，箱體1，箱體1的前、后壁中部設(shè)有測壓管導(dǎo)出孔6，箱體1的前、后壁的底 部設(shè)置有排水孔7，箱蓋Ia上有與箱體1內(nèi)部連通的精密水壓表5和進水孔4。箱體1內(nèi)縱向設(shè)置有圓形PVC管構(gòu)成的內(nèi)模3、內(nèi)模3的下部開有內(nèi)模泄水孔3a、 內(nèi)模3的出水端伸出箱體1的側(cè)壁；內(nèi)模3的出水端下方置有儲水容器8 ；內(nèi)模3上外套有 鋼質(zhì)的外模2，外模2上開有外模泄水孔加。內(nèi)模泄水孔3a的數(shù)量少于或等于外模泄水孔 2a,任一內(nèi)模泄水孔3a均與相應(yīng)的外模泄水孔加對齊。本例的外模2出水端與箱體1側(cè)壁接觸處通過焊接緊密連接，外模2的另一端的 下部置于箱體1側(cè)壁焊接的支撐塊11上。排水管7上還設(shè)有閥門。內(nèi)模3及外模2的出 水端的高度低于另一端的高度。
權(quán)利要求1.一種泄水式管片襯砌模型試驗箱，包括箱蓋(Ia)，箱體(1)，箱體(1)的前、后壁中部 設(shè)有測壓管導(dǎo)出孔(6)，箱體(1)的前、后壁的底部設(shè)置有排水孔(7)，箱蓋(Ia)上有與箱 體(1)內(nèi)部連通的精密水壓表( 和進水孔G)，其特征在于所述的箱體(1)內(nèi)縱向設(shè)置 有圓形PVC管構(gòu)成的內(nèi)模(3)、內(nèi)模(3)的下部開有內(nèi)模泄水孔(3a)、內(nèi)模(3)的出水端伸 出箱體⑴的側(cè)壁；內(nèi)模⑶的出水端下方置有儲水容器⑶；內(nèi)模⑶上外套有鋼質(zhì)的外 模O)，外模(2)上開有外模泄水孔( )，內(nèi)模泄水孔(3a)的數(shù)量少于或等于外模泄水孔 ( )，任一內(nèi)模泄水孔(3a)均與相應(yīng)的外模泄水孔Oa)對齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泄水式管片襯砌模型試驗箱，其特征是所述的外模O)出 水端與箱體(1)側(cè)壁接觸處通過焊接緊密連接，外模O)的另一端的下部置于箱體(1)側(cè) 壁焊接的支撐塊(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泄水式管片襯砌模型試驗箱，其特征是，所述的排水管 (7)上還設(shè)有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泄水式管片襯砌模型試驗箱，其特征是，所述的內(nèi)模(3) 及外模O)的出水端的高度低于另一端的高度。
專利摘要一種泄水式管片襯砌模型試驗箱，其箱體(1)內(nèi)縱向設(shè)置有圓形PVC管構(gòu)成的內(nèi)模(3)、內(nèi)模(3)的下部開有內(nèi)模泄水孔(3a)、內(nèi)模(3)的出水端伸出箱體(1)的側(cè)壁；內(nèi)模(3)的出水端下方置有儲水容器(8)；內(nèi)模(3)上外套有鋼質(zhì)的外模(2)，外模(2)上開有與內(nèi)模泄水孔(3a)周向位置相同的外模泄水孔(2a)，內(nèi)模泄水孔(3a)的數(shù)量少于或等于外模泄水孔(2a)，任一內(nèi)模泄水孔(3a)均與相應(yīng)的外模泄水孔(2a)對齊。用該種試驗箱進行試驗操作簡單，試驗周期短，試驗數(shù)據(jù)準確性高、可靠性好，能為盾構(gòu)隧道的設(shè)計和施工提供更加有效可靠準確的試驗依據(jù)，從而更好的保證隧道的安全和經(jīng)濟。
文檔編號E21D11/00GK201915970SQ201120000959
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者晏啟祥, 程曦, 馬婷婷 申請人:西南交通大學(xué)