本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置及其試驗方法。

背景技術(shù)：

采用盾構(gòu)法施工具有掘進速度快、質(zhì)量優(yōu)、對周圍環(huán)境影響小、施工安全性相對較高等優(yōu)點。但是盾構(gòu)施工也會帶來一系列的問題，因此需要提前在實驗室模擬盾構(gòu)的施工過程，以便了解盾構(gòu)施工對地表變形的影響規(guī)律。

盾構(gòu)施工造成的地表變形主要是因為地層的損失，提前模擬出盾構(gòu)施工過程中地層的損失情況，同時可以根據(jù)不同的工程背景模擬不同的工況，以此能夠快速并準確的估算工程地表變形情況，為后期工程的施工做參考。

目前的盾構(gòu)隧道地表變形數(shù)值主要由peck公式計算，也可通過其他理論計算得到。但實際工程往往條件復雜，經(jīng)過理論計算所得變形數(shù)值準確率不高，而實際工程中對變形數(shù)值規(guī)定嚴格，因此運用理論計算和試驗模擬非常重要。試驗模擬可以提高準確率，從而滿足工程實際要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置及其試驗方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：

一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置，包括箱體和盾構(gòu)推進模型，所述盾構(gòu)推進模型包括粗細相套的盾構(gòu)推進裝置和隧道模型；

所述箱體的頂端設有用于放入土體的開口，所述箱體相對的兩側(cè)均設有可供盾構(gòu)推進裝置穿過的通孔，且兩通孔同軸設置；

所述盾構(gòu)推進裝置呈一端開口一端帶有筒底的筒狀，且筒底上設有軸向把手；所述隧道模型呈管狀，且隧道模型穿過盾構(gòu)推進裝置的開口并位于盾構(gòu)推進裝置的內(nèi)腔內(nèi)；盾構(gòu)推進裝置與隧道模型同軸設置，且盾構(gòu)推進裝置可沿隧道模型軸向滑動地套設在隧道模型上，且盾構(gòu)推進裝置的外表面上沿軸向設有刻度。

進一步，所述盾構(gòu)推進裝置為鋼管。

進一步，所述隧道模型為pe管。

進一步，盾構(gòu)推進裝置的外徑與通孔的孔徑相等。

采用本發(fā)明所述的一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置實施的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1，向箱體內(nèi)填充預定量的土體并壓實，以使土體的頂面平整，且使通孔底部的切線位于土體的頂面所在的平面上；

步驟2，自箱體一側(cè)的通孔沿通孔的軸向向箱體內(nèi)放入盾構(gòu)推進裝置，并使把手從另一側(cè)的通孔內(nèi)露出；

步驟3，自盾構(gòu)推進裝置一端的開口向盾構(gòu)推進裝置內(nèi)放入隧道模型；

步驟4，向箱體內(nèi)繼續(xù)填充預定量的土體并壓實；

步驟5，確保隧道模型不動，并握住盾構(gòu)推進裝置的把手按預定速度向箱體外抽出盾構(gòu)推進裝置，隧道模型逐漸與土體接觸，且盾構(gòu)推進裝置最終與箱體分離，以模擬盾構(gòu)推進施工構(gòu)造隧道的過程。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：

1、本發(fā)明所述的試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，方便好用。

2、利用本發(fā)明所述的裝置實施所述的試驗方法，可在實驗室模擬盾構(gòu)的施工過程，以便了解盾構(gòu)施工對地表變形的影響規(guī)律。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的試驗裝置的正視圖。

圖2是盾構(gòu)推進模型的示意圖。

圖3是圖2的側(cè)視圖。

具體實施方式

參照附圖，一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置，包括箱體1和盾構(gòu)推進模型，所述盾構(gòu)推進模型包括粗細相套的盾構(gòu)推進裝置2和隧道模型3；

所述箱體1的頂端設有用于放入土體的開口，所述箱體1相對的兩側(cè)均設有可供盾構(gòu)推進裝置穿過的通孔，且兩通孔同軸設置；

所述盾構(gòu)推進裝置2呈一端開口一端帶有筒底的筒狀，且筒底上設有軸向把手4；所述隧道模型呈管狀3，且隧道模型3穿過盾構(gòu)推進裝置2的開口并位于盾構(gòu)推進裝置2的內(nèi)腔內(nèi)；盾構(gòu)推進裝置2與隧道模型3同軸設置，盾構(gòu)推進裝置2可沿著隧道模型3的外表面軸向滑動地套設在隧道模型3上，且盾構(gòu)推進裝置2的外表面上沿軸向設有刻度，以計量抽出長度。

所述盾構(gòu)推進裝置2為薄鋼管，薄鋼管可有效支撐土體。

所述隧道模型3為pe管。

盾構(gòu)推進裝置2的外徑與通孔的孔徑相等。

所述隧道模型3的外徑略小于盾構(gòu)推進裝置2的外徑，以此模擬盾構(gòu)刀盤略大于襯砌直徑。

采用本發(fā)明所述的一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置實施的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1，向箱體1內(nèi)填充預定量的土體并壓實，以使土體的頂面平整，且使通孔底部的切線位于土體的頂面所在的平面上；

步驟2，自箱體1一側(cè)的通孔沿通孔的軸向向箱體1內(nèi)放入盾構(gòu)推進裝置2，并使把手4從另一側(cè)的通孔內(nèi)露出；

步驟3，自盾構(gòu)推進裝置2一端的開口向盾構(gòu)推進裝置2內(nèi)放入隧道模型3；

步驟4，向箱體1內(nèi)繼續(xù)填充預定量的土體并壓實；

步驟5，確保隧道模型3不動，并握住盾構(gòu)推進裝置2的把手4按預定速度向箱體1外抽出盾構(gòu)推進裝置2，隧道模型3逐漸與土體接觸，且盾構(gòu)推進裝置2最終與箱體1分離，以模擬盾構(gòu)推進施工構(gòu)造隧道的過程。

可在步驟4結(jié)束后、步驟5開始之前，在土體上安裝試驗測試儀器(如千分表)，以測量在步驟5實施的過程中土體的沉降情況。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也包括本領域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種盾構(gòu)推進模擬試驗裝置及其試驗方法，包括箱體和盾構(gòu)推進模型，盾構(gòu)推進模型包括粗細相套的盾構(gòu)推進裝置和隧道模型；箱體的頂端設有用于放入土體的開口，箱體相對的兩側(cè)均設有可供盾構(gòu)推進裝置穿過的通孔，且兩通孔同軸設置；盾構(gòu)推進裝置呈一端開口一端帶有筒底的筒狀，且筒底上設有軸向把手；隧道模型呈管狀，且隧道模型穿過盾構(gòu)推進裝置的開口并位于盾構(gòu)推進裝置的內(nèi)腔內(nèi)；盾構(gòu)推進裝置與隧道模型同軸相套，盾構(gòu)推進裝置可沿著隧道模型的外表面沿軸向滑動，且盾構(gòu)推進裝置的外表面上沿軸向設有刻度。利用本發(fā)明的裝置實施的實驗方法，可在實驗室模擬盾構(gòu)的施工過程，以便了解盾構(gòu)施工對地表變形的影響規(guī)律。

技術(shù)研發(fā)人員：許四法;曾理彬;劉耶軍;王哲;王喬坎;翁凱文;李翠鳳;馮韋皓;卞蒙丹
受保護的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.08
技術(shù)公布日：2017.08.25