專利名稱：隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下工程實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道施工模擬平面應(yīng)變模
型試驗(yàn)臺(tái)裝置。
背景技術(shù)：
隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特征與圍巖穩(wěn)定性的研究可采用數(shù)學(xué)解析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)值模 擬和室內(nèi)模型試驗(yàn)等多種研究手段。數(shù)學(xué)解析方法只能為物理模型及其參數(shù)、邊界條件等 簡(jiǎn)單的工程提供理論解。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及數(shù)學(xué)算法的發(fā)展，數(shù)值模擬方法成為隧 道力學(xué)分析與計(jì)算的有力工具。然而，數(shù)值方法受力學(xué)理論，計(jì)算方法以及計(jì)算機(jī)軟硬件發(fā) 展的限制，在構(gòu)建復(fù)雜地下工程模型時(shí)不得不進(jìn)行簡(jiǎn)化。由于隧道工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性， 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)及其周圍巖土體的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律尚未得到統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，模型試驗(yàn)可定性或定 量地反映與隧道工程有關(guān)的天然巖土體受力特性，把工程結(jié)構(gòu)與圍巖作為統(tǒng)一體考慮，它 能較好地反映巖體特征，如節(jié)理、層理、斷層等地質(zhì)因素對(duì)巖體工程穩(wěn)定性的影響，并且不 必建立復(fù)雜巖土體的本構(gòu)關(guān)系，可直接通過測(cè)試給出結(jié)果，從而在巖土體本構(gòu)等機(jī)理研究 尚不明朗的情況下避開"描述機(jī)理"的尷尬而直接利用物理實(shí)體的"內(nèi)置的"機(jī)理"自覺地" 生成試驗(yàn)過程和結(jié)果，并與數(shù)學(xué)模型相互驗(yàn)證[李丹.高地應(yīng)力條件下交通隧道的模型試 驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所博士學(xué)位論文，2008年]。因此，室內(nèi) 相似模型試驗(yàn)在科學(xué)研究和解決隧道工程實(shí)際問題方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。國內(nèi)外學(xué)者采用 室內(nèi)模型試驗(yàn)手段研究了多個(gè)大壩、邊坡和地下洞室的穩(wěn)定性，并給出了很有意義的結(jié)論。
室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)地下工程巖土體力學(xué)的發(fā)展起著十分重要的作用，近年來國內(nèi)外越來 越多的學(xué)者開始研究、并相繼開發(fā)了一些地下工程室內(nèi)相似模型試驗(yàn)臺(tái)架。然而，這些試驗(yàn) 臺(tái)架大都存在以下不足 (1)多是基于地層自重狀態(tài)下的模型試驗(yàn)臺(tái)架，不能反映地層應(yīng)力的實(shí)際情況，尤 其是高地應(yīng)力情況； (2) —些可以加載的試驗(yàn)臺(tái)架，持荷時(shí)間不能持續(xù)，且加載的持荷穩(wěn)定性不足，不 能滿足隧道開挖、支護(hù)全過程模型試驗(yàn)的需要； (3)無法考慮或靈活調(diào)節(jié)地層側(cè)向壓力作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響； (4)多是基于"先開洞、后加載"的試驗(yàn)方法，不能反映隧道開挖造成地層位移場(chǎng)、
應(yīng)力場(chǎng)重分布這一基本現(xiàn)象； (5)每次試驗(yàn)僅能針對(duì)單一地層、支護(hù)模型，不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)模型不同參數(shù)和加載條 件下的對(duì)比試驗(yàn)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，基于本發(fā) 明，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，開展兩種尺度的隧道開挖支護(hù)模擬平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)，且加載 持久、穩(wěn)定。
本發(fā)明一種隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置包括模型臺(tái)架、加載系統(tǒng)和 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中，所述模型臺(tái)架用于提供盛放試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目臻g以及為所述加載系統(tǒng)提 供反力；所述加載系統(tǒng)包括多個(gè)加載體，用于同時(shí)控制不同的所述加載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述試驗(yàn) 模型進(jìn)行至少一套加載體的加載試驗(yàn)；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于在所述加載試驗(yàn)過程中，檢 測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)時(shí)位移和壓應(yīng)力。 上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述加載體為多個(gè)并聯(lián)的氣囊，所述加 載系統(tǒng)還包括空氣壓縮機(jī)和減壓閥；所述空氣壓縮機(jī)用于提供空氣及壓力給所述減壓閥， 所述減壓閥與所述空氣壓縮機(jī)相連接，通過調(diào)節(jié)所述減壓閥，使輸出給所述氣囊的空氣壓 力達(dá)到預(yù)定壓力，所述氣囊與所述減壓閥相連接，以實(shí)現(xiàn)定壓加載。 上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述模型臺(tái)架包括基座、第一側(cè)面鋼板、 第二側(cè)面鋼板、第一側(cè)面鋼模板、第二側(cè)面鋼模板以及頂部蓋板；其中，所述基座通過螺栓 分別與所述第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板相連接；所述第一側(cè)面鋼模板、第二側(cè)面鋼模板通 過螺栓分別與所述第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板相連接；所述頂部蓋板與所述第一側(cè)面鋼 模板、所述第二側(cè)面鋼模板扣合連接。 上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述模型臺(tái)架還包括鋼架，所述鋼架與 所述基座通過螺栓連接，所述第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板分別與所述鋼架螺栓連接。
上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述第一側(cè)面鋼模板、第二側(cè)面鋼模板均 包括多塊有機(jī)玻璃板，所述第一側(cè)面鋼模板的多塊有機(jī)玻璃板通過有機(jī)玻璃連接件連接。
上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述有機(jī)玻璃連接件上還連接有腰帶。
上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，所 述傳感器位于模型試驗(yàn)相似材料內(nèi)部，包括用于檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)時(shí)位移的位移傳感器 和用于檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪簯?yīng)力的力傳感器。 上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集儀， 所述數(shù)據(jù)采集儀與所述傳感器的輸出端相連接，用于記錄所述傳感器檢測(cè)獲取的所述實(shí)時(shí) 位移和壓應(yīng)力。 上述模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，優(yōu)選所述試驗(yàn)臺(tái)裝置還包括通過數(shù)據(jù)線相互 連接的無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控通訊裝置和計(jì)算機(jī)，所述無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控通訊裝置與所述采集儀相連 接，用于實(shí)現(xiàn)所述計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查看。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中，本發(fā)明具有如下有益效果 第一、本裝置可用于模擬平面應(yīng)變條件下隧道的開挖及支護(hù)，可實(shí)現(xiàn)"先加載、后 開洞"的試驗(yàn)方法。 第二、可模擬在不同應(yīng)力條件下，不同斷面形狀、開挖方法、支護(hù)措施等對(duì)圍巖和
支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、變形的影響，且可以同時(shí)對(duì)3個(gè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行相似模型試驗(yàn)。 第三、采用氣囊加載方式，克服現(xiàn)有試驗(yàn)中加載不能持久、穩(wěn)定、且無法實(shí)現(xiàn)側(cè)向
加載的問題。 第四、采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)外隨時(shí)遙控、查看、下載和處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置實(shí)施例的主視 圖2為本發(fā)明隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置實(shí)施例的后視圖；
圖3為本發(fā)明隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置實(shí)施例的簡(jiǎn)單結(jié) 構(gòu)框圖。 試驗(yàn)臺(tái)裝置包括模型臺(tái)架、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中，模型臺(tái)架用于提供盛 放試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目臻g以及為加載系統(tǒng)提供反力；加載系統(tǒng)包括多個(gè)加載體，用于同時(shí)控制不 同的加載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行至少一套加載體的加載試驗(yàn)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于在加載 試驗(yàn)過程中，檢測(cè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)時(shí)位移和壓應(yīng)力。
下面對(duì)這三部分進(jìn)行逐一的說明。
模型臺(tái)架 參照?qǐng)D2至圖4，分別為本發(fā)明隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置中，模型臺(tái) 架實(shí)施例的主視圖、后視圖和側(cè)視圖。 模型臺(tái)架是由頂部蓋板1、2個(gè)側(cè)向固定鋼架2、2個(gè)側(cè)面鋼板3(也被稱為第一 側(cè)面鋼板和第二側(cè)面鋼板)、前側(cè)面鋼模板4(也被稱為第一側(cè)面鋼模板)、后側(cè)面鋼模板 5 (第二側(cè)面鋼模板)、3塊有機(jī)玻璃板6、2個(gè)有機(jī)玻璃板連接件7、2根中間腰帶8、基座9 和2個(gè)中間橫隔板10構(gòu)成。 前后側(cè)面鋼模板(3塊有機(jī)玻璃板)、左右側(cè)面鋼板、頂部蓋板及基座四部分共同 組成了模型試驗(yàn)箱，其作用是提供盛放模型的空間和為氣囊加載提供反力。
基座9通過高強(qiáng)螺栓與2個(gè)側(cè)向固定鋼架2相連，這是為了穩(wěn)定整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架的； 2個(gè)側(cè)面鋼板3通過高強(qiáng)螺栓與基座9及2個(gè)側(cè)向固定鋼架2相連，這樣構(gòu)成了試驗(yàn)臺(tái)架 的側(cè)部；5塊后側(cè)面鋼模板5通過高強(qiáng)螺栓與2個(gè)側(cè)面鋼板3相連，這樣構(gòu)成了試驗(yàn)臺(tái)架的 后部；5塊前側(cè)面鋼模板4通過高強(qiáng)螺栓與2個(gè)側(cè)面鋼板3相連，這樣構(gòu)成了試驗(yàn)臺(tái)架的前 部；頂部蓋板1扣在前后側(cè)鋼模板之上，并通過高強(qiáng)螺栓與2個(gè)側(cè)面鋼板3相連。
這里需要說明的是，在添裝相似材料之前，5塊后側(cè)面鋼模板5通過高強(qiáng)螺栓與2 個(gè)側(cè)面鋼板3相連完畢，隨著添裝相似材料的過程中，逐次安裝5塊前側(cè)面鋼模板4，這樣便 于分層鋪裝相似材料，并將其夯實(shí)到要求程度。當(dāng)相似材料填滿后，穩(wěn)定一段時(shí)間(根據(jù)材 料情況調(diào)整， 一般情況是24小時(shí))后，卸下前后側(cè)鋼模板，待材料充分晾干穩(wěn)定后，再裝上 5塊后側(cè)面鋼模板5，同時(shí)前側(cè)裝上3塊有機(jī)玻璃板6 ;然后將2個(gè)有機(jī)玻璃板連接件7將3 塊有機(jī)玻璃板6連接在一起，然后將2根中間腰帶8壓住有機(jī)玻璃板連接件7 ;然后放入加 載氣囊，并蓋住頂部蓋板1。其中，中間橫隔板10的作用是將整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架等分成三部分， 可同時(shí)進(jìn)行三組模型試驗(yàn)。
加載系統(tǒng) 上面的描述中已經(jīng)提到，加載系統(tǒng)包括多個(gè)加載體，用于同時(shí)控制不同的加載體， 實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行至少一套加載體的加載試驗(yàn)。 具體的說，加載體多個(gè)并聯(lián)的氣囊，此時(shí)加載系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)包括空氣壓縮機(jī)和減壓閥；空氣壓縮機(jī)用于提供空氣及壓力給所述減壓閥，減壓閥與空氣壓縮機(jī)相連接，通過調(diào)節(jié) 所述減壓閥，使輸出給所述氣囊的空氣壓力達(dá)到預(yù)定壓力，所述氣囊與所述減壓閥相連接， 以實(shí)現(xiàn)定壓加載。 采用氣囊加載方式，是針對(duì)當(dāng)前常用的加載系統(tǒng)如油壓加載、氣壓加載，以及電動(dòng) 加載等多具有加載不能持久、穩(wěn)定的問題，且對(duì)隧道地層模型試驗(yàn)，當(dāng)上部地層變形時(shí)無法 實(shí)現(xiàn)跟蹤均勻加載的問題提出的，其突出的優(yōu)點(diǎn)是，加載持久、穩(wěn)定、能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)向加載
并且，由于選用的多個(gè)氣囊并聯(lián)的方式，結(jié)合上述模型臺(tái)架的結(jié)構(gòu)即使用方法，可 模擬在不同應(yīng)力條件下，不同斷面形狀、開挖方法、支護(hù)措施等對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、變 形的影響，且可以同時(shí)對(duì)3個(gè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行相似模型試驗(yàn)；可用于模擬平面應(yīng)變條件下隧 道的開挖及支護(hù)，可實(shí)現(xiàn)"先加載、后開洞"的試驗(yàn)方法。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，所述傳感器位于模型試驗(yàn)相似材料內(nèi)部，包括用
于檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)時(shí)位移的位移傳感器和用于檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪簯?yīng)力的力傳感器。 為記錄數(shù)據(jù)的方便，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀與所述傳
感器的輸出端相連接，用于記錄所述傳感器檢測(cè)獲取的所述實(shí)時(shí)位移和壓應(yīng)力。 為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查看。所述試驗(yàn)臺(tái)裝置還包括通過數(shù)據(jù)線相互連接的無
線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控通訊裝置和計(jì)算機(jī)，所述無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控通訊裝置與所述采集儀相連接。 具體試驗(yàn)時(shí)，具體操作方式描述如下 1、試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)巖土試件、模型制備工具、各種傳感原件等輔助材 料，檢查試驗(yàn)儀各部件是否正常。 2、運(yùn)行加載控制程序試驗(yàn)開始前，運(yùn)行試驗(yàn)軟件，啟動(dòng)試驗(yàn)儀，運(yùn)行軟件后首先 將試驗(yàn)力清零，位移清零，變形清零。 3、相似材料安裝當(dāng)進(jìn)行3. 40m寬大尺度的模型試驗(yàn)時(shí)，將模型基座及側(cè)向鋼架 固定完畢后，在添加前后面鋼模板的同時(shí)，安裝兩側(cè)加載氣囊并添加模型試驗(yàn)相似材料，并 根據(jù)試驗(yàn)要求安裝相應(yīng)的位移傳感器和應(yīng)力傳感器，待材料添加完畢后，拆除前后面鋼模 板，根據(jù)試驗(yàn)要養(yǎng)護(hù)相似材料；當(dāng)同時(shí)進(jìn)行3個(gè)1. OOm寬小尺度的模型試驗(yàn)時(shí)，將模型基座 及側(cè)向鋼架固定完畢后，安裝兩個(gè)中間隔板，同樣在添加前后面鋼模板的同時(shí)，安裝兩側(cè)加 載氣囊并添加模型試驗(yàn)相似材料，并根據(jù)試驗(yàn)要求安裝相應(yīng)的位移傳感器和應(yīng)力傳感器， 待材料添加完畢后，拆除前后面鋼模板，根據(jù)試驗(yàn)要養(yǎng)護(hù)相似材料。 4、有機(jī)玻璃板安裝利用有機(jī)玻璃板連接件7將三塊有機(jī)玻璃板連成整體，并貼 緊安裝在模型相似材料前側(cè)面，同時(shí)將后側(cè)鋼模板安裝到原來位置，然后將頂部三塊加載 氣囊安裝到位，吊裝并蓋上模型頂蓋。 5、精度校驗(yàn)校驗(yàn)時(shí)選擇要校驗(yàn)的傳感器，打開校驗(yàn)界面，將數(shù)據(jù)清零后開始校 驗(yàn)，當(dāng)傳感器到達(dá)校驗(yàn)力時(shí)、傳感器輸出值自動(dòng)錄入校驗(yàn)表，并進(jìn)入下一校驗(yàn)點(diǎn)，一般校驗(yàn)5 個(gè)點(diǎn)，完畢后關(guān)閉。 6、參數(shù)輸入試件準(zhǔn)備好了以后輸入相似試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊?guī)格尺寸等參數(shù)，基本參數(shù)、
控制參數(shù)、校驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸入完畢關(guān)閉此界面，試驗(yàn)過程中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存。 7、氣囊加載利用空氣壓縮機(jī)為試驗(yàn)氣囊加壓，并根據(jù)試驗(yàn)要求，利用減壓閥調(diào)節(jié)
相應(yīng)加載氣囊內(nèi)的壓力值。
6
8、開挖支護(hù)試驗(yàn)當(dāng)進(jìn)行3. 40m寬大尺度的模型試驗(yàn)時(shí)，僅開挖中間一塊有機(jī)玻
璃板上相應(yīng)隧道內(nèi)的試驗(yàn)材料；當(dāng)同時(shí)進(jìn)行3個(gè)1. 00m寬小尺度的模型試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)要
求開挖三塊塊有機(jī)玻璃板上相應(yīng)隧道內(nèi)的試驗(yàn)材料；兩種尺度的試驗(yàn)均根據(jù)試驗(yàn)要求施做
支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相似材料及支護(hù)結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)變化情況。 9、數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)以電子表格方式存儲(chǔ)調(diào)用，可以以相似材料內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變、
位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形、開挖支護(hù)時(shí)間中的任意兩個(gè)參數(shù)為座標(biāo)繪制圖形，對(duì)試驗(yàn)結(jié)
果曲線分析，采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)外隨時(shí)遙控、查看、下載和處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置進(jìn)行了詳細(xì)
介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明
只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本
發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)
理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述裝置包括模型臺(tái)架、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中，所述模型臺(tái)架用于提供盛放試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目臻g以及為所述加載系統(tǒng)提供反力；所述加載系統(tǒng)包括多個(gè)加載體，用于同時(shí)控制不同的所述加載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行至少一套加載體的加載試驗(yàn)；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于在所述加載試驗(yàn)過程中，檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)時(shí)位移和壓應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于， 所述加載體為多個(gè)并聯(lián)的氣囊，所述加載系統(tǒng)還包括空氣壓縮機(jī)和減壓閥；所述空氣壓縮機(jī)用于提供空氣及壓力給所述減壓閥，所述減壓閥與所述空氣壓縮機(jī)相連接，通過調(diào) 節(jié)所述減壓閥，使輸出給所述氣囊的空氣壓力達(dá)到預(yù)定壓力，所述氣囊與所述減壓閥相連 接，以實(shí)現(xiàn)定壓加載。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述模型臺(tái)架 包括基座、第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板、第一側(cè)面鋼模板、第二側(cè)面鋼模板以及頂部蓋板； 其中，所述基座通過螺栓分別與所述第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板相連接；所述第一側(cè)面鋼 模板、第二側(cè)面鋼模板通過螺栓分別與所述第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板相連接；所述頂部 蓋板與所述第一側(cè)面鋼模板、所述第二側(cè)面鋼模板扣合連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述模型臺(tái)架 還包括鋼架，所述鋼架與所述基座通過螺栓連接，所述第一側(cè)面鋼板、第二側(cè)面鋼板分別與 所述鋼架螺栓連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述第一側(cè)面 鋼模板、第二側(cè)面鋼模板均包括多塊有機(jī)玻璃板，所述第一側(cè)面鋼模板的多塊有機(jī)玻璃板 通過有機(jī)玻璃連接件連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述有機(jī)玻璃 連接件上還連接有腰帶。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，所述傳感器位于模型試驗(yàn)相似材料內(nèi)部，包括用于檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)?型實(shí)時(shí)位移的位移傳感器和用于檢測(cè)所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪簯?yīng)力的力傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀與所述傳感器的輸出端相連接，用于記錄所述傳 感器檢測(cè)獲取的所述實(shí)時(shí)位移和壓應(yīng)力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)臺(tái)裝 置還包括通過數(shù)據(jù)線相互連接的無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控通訊裝置和計(jì)算機(jī)，所述無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控通訊 裝置與所述采集儀相連接，用于實(shí)現(xiàn)所述計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查看。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，包括包括模型臺(tái)架、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中，模型臺(tái)架用于提供盛放試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目臻g以及為加載系統(tǒng)提供反力；加載系統(tǒng)包括多個(gè)加載體，用于同時(shí)控制不同的加載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行至少一套加載體的加載試驗(yàn)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于在加載試驗(yàn)過程中，檢測(cè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)時(shí)位移和壓應(yīng)力?；凇跋燃虞d、后開洞”試驗(yàn)方法的隧道施工模擬平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺(tái)裝置，可以同時(shí)對(duì)3個(gè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行不同參數(shù)和加載條件下的相似模型試驗(yàn)；采用氣囊加載方式，克服現(xiàn)有試驗(yàn)中加載不能持久、穩(wěn)定的問題，且可以靈活調(diào)節(jié)側(cè)向壓力。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101738331SQ20091024405
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者張成平, 張頂立, 房倩, 李兵, 李鵬飛, 陳鐵林 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)