[发明专利]一种模拟双线地铁运营振动的试验装置

说明书

一种模拟双线地铁运营振动的试验装置，包括模型箱、隧道模型、列车加载设备、承重结构、位移测量设备、加速度测量设备和服务器；列车加载设备，包括激振器和动态信号测试系统，用以模拟地铁列车移动荷载；承重结构与列车加载设备连接，用来支撑列车加载设备；位移测量设备、加速度测量设备与服务器连接；位移测量设备和加速度测量设备安装在装置的土层中或隧道模型中。本发明模拟不同埋深、不同荷载情况、不同列车运营状态下的双线地铁振动响应；可用于模拟双线地铁振动，适用于复杂工况地铁振动研究；隧道模型完全按照杭州地铁隧道进行缩尺寸设计，贴近实际工程，可为地铁运营对隧道结构及周围环境的影响研究提供可靠、便捷的试验平台。

技术领域

本发明涉及地下工程试验技术领域，尤其涉及一种模拟双线地铁运营振动的试验装置。

背景技术

随着我国城市地铁建设迅速发展，地铁运营引发的环境振动问题也日渐凸显，地铁列车荷载较大，长期循环荷载作用下必然会导致地基沉降，甚至影响线路正常使用，如上海地铁一号线在建成后未通车期间基本没有发生沉降，而在开始运营8个月期间沉降增加了30~60mm，通车4年内部分路段沉降超过140mm；南京地铁一号线西延线在运营4年后隧道最大累计沉降达122mm，均远远超过了标准的20mm总沉降量。此外，振动会以波的形式通过地基传递到周围建筑，引起的环境扰动对沿线高科技精密仪器运作、古建筑保护及居民生活均会产生不可忽视的影响，已为工程界广泛重视。因此关于地铁列车振动效应及土体变形机理的研究对指导地铁隧道施工和控制工后沉降具有重要意义。

在地铁列车移动荷载设计模拟方面，国内尚无双线地铁室内模型出现。目前城市轨道交通建设速度越来越快，而相应的模拟试验、理论研究等仍较为滞后，是当前工程界的一大热点课题。另一方面，目前地铁运营全比尺模型模拟难度较大、经济成本高，且地下结构状态较难控制，难以模拟不同土质的地铁运营情况。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明目的在于提供一种模拟双线地铁运营振动的试验装置，可以较真实地模拟地铁列车运营时的振动，为研究地铁运营对隧道结构、周围环境产生的振动问题提供有效可行的试验装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种模拟双线地铁运营振动的试验装置，所述装置包括模型箱、隧道模型、列车加载设备、承重结构、位移测量设备、加速度测量设备和服务器；

所述列车加载设备，包括激振器和动态信号测试系统，用以模拟地铁列车移动荷载；

所述承重结构与所述列车加载设备连接，用来支撑所述列车加载设备；

所述位移测量设备、加速度测量设备与所述服务器连接；

所述位移测量设备和所述加速度测量设备安装在所述装置的土层中或所述隧道模型中。

优选的，所述位移测量设备包括激光位移传感器和应变片。

优选的，所述加速度测量设备包括加速度计。

优选的，所述模型箱由钢板拼接而成，钢架设置在箱体两侧用于抵抗侧向压力，模型箱内填充土层。

优选的，所述隧道模型包括道床、轨枕、钢轨和PE管片环。

优选的，所述承重结构包括钢结构立柱和钢结构横梁。

优选的，所述列车加载设备中的激振器的个数为4个。

本发明的有益效果是：（1）模拟不同埋深、不同荷载情况、不同列车运营状态下的双线地铁振动响应；（2）可用于模拟双线地铁振动，适用于复杂工况地铁振动研究；（3）隧道模型完全按照杭州地铁隧道进行缩尺寸设计，贴近实际工程，可为地铁运营对隧道结构及周围环境的影响研究提供可靠、便捷的试验平台。

附图说明

图1为试验装置剖面图。