[发明专利]用于模拟地下工程施工的试验模型

说明书

技术领域

本发明属于工程施工实验装置技术领域，更具体地说，是涉及一种用于模拟地下工程施工的试验模型。

背景技术

随着我国城市化进程不断加快，国家的综合实力不断增强，城市地下空间技术的进步和利用情况也在持续快速发展。为统筹各类市政规划，采用地下综合管廊与城市地铁的同步建设的方法，能够避免路面反复开挖阻碍交通，大大提高了施工效率，减少了资源的浪费，同时也尽可能的减少了对市民生活的影响。

目前，对综合管廊以及地铁隧道单一的研究都有较为完备的理论体系，但是对两种地下工程的相互影响的研究还很少。现行的综合管廊及地铁隧道的施工规范也未给出对地铁隧道以及综合管廊施工相互影响范围的详细语句。在施工设计中主要依靠强制性标准以及设计人员的个人经验确定其距离，具有较强的不确定性与空间浪费的特点，难以保证两种工程在同时施工时既满足相互的安全条件又能够满足经济条件。同时在隧道与地下综合管廊同时施工的过程中又存在许多难以解决的问题，相互影响的情况反应不明显；实验材料难以重复使用造成浪费；试验装置的机械化自动化程度低使试验精度不够高、过程不够精炼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于模拟地下工程施工的试验模型，以解决现有技术中存在的因无隧道与地下综合管廊施工相互影响的相关试验装置，难以保证两种工程施工时相互间的安全条件及经济条件，试验所用材料难以重复利用、机械化程度低、试验精度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于模拟地下工程施工的试验模型，包括中空的系统框架、用于监测开挖结构的洞口及岩土体应力的电子监测模块、用于模拟城市地下实际岩土条件的岩土体模型、用于用于对岩土体施加压力的加载模块和用于模拟隧道和/或地下管廊开挖的开挖模块，所述岩土体模型设置于所述系统框架的底部一侧，所述开挖模块设置于所述系统框架上，所述开挖模块的钻头设置于所述岩土体模型的相对侧；所述加载模块设置于所述岩土体模型与所述系统框架之间，所述加载模块设置于所述系统框架的顶部及其两侧。

进一步地，所述电子监测模块包括摄像机和用于监测隧道及地下管廊开挖之间的相互应力影响的土压力盒，所述摄像机设置于所述岩土体模型相对侧的系统框架上，所述摄像机设置于所述系统框架的内侧面的滑轨上；所述土压力盒预埋于所述岩土体模型的内部。

进一步地，所述摄像机为高速摄像机。

进一步地，所述加载模块包括若干个千斤顶和岩土体阻隔板，所述岩土体阻隔板设置于所述岩土体模型的顶部及其两侧面，所述千斤顶的一端设置于底座上，若干个所述底座设置于所述系统框架的顶部及其两侧面的内侧，所述千斤顶的另一端与所述岩土体阻隔板接触。

进一步地，所述底座设置在所述系统框架里侧的滑轨上。

进一步地，所述千斤顶为油压千斤顶。

进一步地，所述开挖模块包括机械臂和钻杆，所述机械臂的一端设置于所述系统框架顶部的轨道上，所述钻杆水平设置、且与所述机械臂的另一端相连，所述钻杆端部的钻头相对岩土体模型设置。

进一步地，所述机械臂包括若干段伸缩臂，相邻的两个所述伸缩臂通过旋转轴相连。

本发明提供的用于模拟地下工程施工的试验模型的有益效果在于：与现有技术相比，本发明用于模拟地下工程施工的试验模型具有模块化、机械化程度高的优点，能够灵活运用、重复利用，可以实现模拟城市综合地下管廊及地铁隧道同时或交叉开挖施工，能完成对沿途影响、相互影响等特性进行实际检验的多种实验内容。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于模拟地下工程施工的试验模型的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

1-系统框架，2-摄像机，3-旋转轴，4-轨道，5-钻头，6-千斤顶，7-岩土体模型，8-机械臂，9-底座。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。