[实用新型]密闭高压环境下隧道模型水平位移量测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生命线工程防灾减灾技术领域，具体来讲，涉及密闭高压环境下隧道模型水平位移量测装置，同样适用于长线型地下管线的模型试验中地下管线的水平位移量测。

背景技术

随着城市地下空间如火如荼地开发，深埋于土体中的长线型地下工程日益网络化，例如地铁隧道、地下管线等。不可避免地要穿越一些不稳定的地层或者抗震不利的地带，在走滑断层错动、地震等地质作用下，这些生命线工程极其容易发生形变破坏，进而可能会引发严重的次生灾害，并且修复困难，影响正常生产生活。因此探析研究隧道在不良地质或者灾害情况下的形变变得十分关键。在模拟走滑断层错动、地震等地质作用下的模型试验中，隧道模型的应变和相对收敛的量测等可以在隧道的内部展开。然而在隧道模型狭小空间内部布置水平位移量测传感器非常困难，一旦隧道模型结构发生变形破坏，放置于隧道模型内部的传感器也可能遭受破坏。对于隧道模型水平方向上的位移，可能存在轴向方向和径向方向同时发生的情况，如何有效获取隧道模型沿腰线的整体变形一直是难以解决的技术难题；如果在试验后挖去上覆土体去量测隧道模型的整体变形，将只能获得最终的变形数据，无法获得破坏过程中隧道模型的变形发展过程。因此，针对土工离心机试验、地质力学模型试验具有密闭高压的特殊环境，如何有效量测隧道模型的水平位移成为缩尺模型模拟的技术重点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有量测技术的不足，提供一种刚度足够，可承受高压密闭环境，活塞式套管系统可自由无摩擦地收缩，可连续、准确、无间断地采集各观测点水平位移数据，原理清晰、操作易于实现的密闭高压环境下隧道模型水平位移量测装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种密闭高压环境下隧道模型水平位移量测装置，包括高强套管系统、引线系统和位移量测系统；所述高强套管系统包括实心管和套管组件，套管组件包括成L型相通连接的水平套管和竖直套管；实心管一端连接至隧道模型外侧腰线的观测点，另一端可伸缩的配合于水平套管之内；所述引线系统包括无弹性引线、定滑轮和配重块，定滑轮设于所述水平套管和竖直套管的相接拐弯处以及竖直套管的末端；无弹性引线穿设于所述套管组件之内，一端连接所述实心管的伸缩端，另一端通过所述定滑轮引出所述竖直套管之外并悬挂所述配重块；所述位移量测系统包括垂直悬挂于密闭高压环境之外并配合于所述配重块一侧的刻度尺，通过刻度尺对配重块的垂直位移量测实现隧道模型观测点的水平位移量测。

优选的，所述实心管的伸缩端外壁具有一圆周槽，所述圆周槽内环箍一个密封圈，所述密封圈与所述水平套管内径适配以实现所述实心管与所述水平套管的滑动配合。

优选的，所述密封圈是特氟龙密封圈。

优选的，所述套管组件还包括一L型接头管，通过所述L型接头管实现所述水平套管和竖直套管的L型相通连接，所述一定滑轮设于所述L型接头管之内。

优选的，所述无弹性引线沿所述套管组件的中心线布置，并通过竖直套管末端的定滑轮实现180°转向以垂直向下延伸并悬挂所述配重块。

优选的，所述隧道模型外侧的腰线上沿轴向设有若干观测点，各观测点分别布置所述水平位移量测装置。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述的装置应用于密闭高压环境下，装置刚度足够、组件连接牢固。实心管和标准套管通过特氟龙密封圈相互紧密接触，防止漏土，并且自润滑性可使组件收缩始终无摩擦进行。粘贴在实心管上的无弹性引线，从高强套管系统及拐弯处设置的定滑轮引出密闭高压环境外，最后通过量测引线一端悬吊砝码的竖向位移，直接反映隧道模型在相应观测点的水平位移。在走滑断层错动相关的模型试验中，可无间断准确采集隧道模型上一系列观测点的水平位移数据，获得隧道模型沿轴线方向的水平位移变化曲线，为隧道的设计施工提供可靠的依据。本实用新型可应用于各种长线型地下工程的离心机模型试验，具有广泛适用性，其为长线型地下工程模型水平位移的连续量测提供一种新的解决办法和新思路。

附图说明

图1是本实用新型装置一角度的结构示意图；

图2是本实用新型装置另一角度的结构示意图；

图3是本实用新型装置的横截面图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。

本实用新型提供一种密闭高压环境下隧道模型水平位移量测装置，如图1至图3所示，包括高强套管系统、引线系统和位移量测系统。