[发明专利]一种隧道和地下工程模拟测量系统及方法

权利要求书

1.一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：包括控制单元、模拟测量单元和气压控制单元，控制单元分别与模拟测量单元、气压控制单元通过导线连接；

所述控制单元为电脑PC端，给气压控制单元发布命令，控制并显示气压，同时接受和显示来自于模拟测量单元的参数，对参数进行分析；

所述模拟测量单元包括模型箱、分隔板和模拟管廊，模拟管廊和分隔板均可拆卸安装在模型箱内，通过不同的分隔板在模型箱中不同的位置模拟不同的地裂缝，得到模拟管廊在不同地裂缝中参数变化和管廊本体的变形情况；

气压控制单元为液压控制装置，所述液压控制装置安装在模型箱地板下方，控制模型箱地板的高低位置以及模型箱地板的升降速率，模拟地壳升降对地下建筑的影响。

2.根据权利要求1所述的一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：所述的模型箱包括箱体、箱体支座(1)，箱体支座(1)安装在箱体的下方，箱体包括框架(2)和安装在框架(2)上的右箱面板(3)、前箱面板(4)、左箱面板(6)、后箱面板(7)和箱底板(8)，且所述右箱面板(3)可移动安装在框架(2)的角钢上；所述前箱面板(4)、后箱面板(7)分别与前、后侧框架的角钢固定连接，且所述前箱面板(4)和后箱面板(7)均采用透明的板状材料，方便观察模型箱内部土体表面变化。

3.根据权利要求2所述的一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：所述的右箱面板(3)通过滑动装置安装在箱体的右侧，所述滑动装置包括丝杠组件、设置在右箱面板(3)上的移动滑块(31)、设置在箱体右侧框架(2)的角钢上的滑槽(21)，所述移动滑块(31)滑动安装在滑槽(21)内，丝杠组件安装在右箱面板和右侧框架(2)的角钢之间，用于对右箱面板(3)进行限位，控制右箱面板(3)左右移动的位移量。

4.根据权利要求3所述的一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：所述的丝杠组件包括压力传感器(33)、设置在右侧框架角钢上的丝杠螺杆(22)以及设置在箱面板上的五角爪(32)，所述五角爪(32)上设置有与丝杠螺杆配合使用的丝杠螺母(321)，五角爪(32)的五个爪(322)上均设置有螺孔，与箱板面上的螺孔配合使用螺栓连接，所述压力传感器(33)设置在爪(322)的上，测量右箱面板(3)的侧向压力。

5.根据权利要求2所述的一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：所述的左箱面板(6)包括与左侧框架上的角钢活动连接的上侧壁(61)和与左侧框架上的角钢固定连接的下侧壁(62)；所述上侧壁(61)通过悬臂装置与下侧壁(62)连接；且在下侧壁(62)上设置有观察孔(621)，可伸入摄像头及钻孔窥视仪对放置在此位置的隧道或综合管廊模型内部情况进行观察；所述悬臂装置包括伸缩臂(63)、旋转臂(64)，伸缩臂(63)和旋转臂(64)之间通过旋转关节(65)连接，伸缩臂(63)内设置有第一气缸(631)，且伸缩臂(63)的另一端通过连接板(66)与上侧壁的箱面板紧固连接；旋转臂(64)的下侧面上设置有第二气缸(641)，且旋转臂(64)的另一端与固定板(67)铰接，固定板(67)固定安装在下侧壁(62)的板面上。

6.根据权利要求2所述的一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：所述的箱底板(8)活动安装在底部框架上的角钢上，且与右箱面板(3)、前箱面板(4)、左箱面板(6)、后箱面板(7)的底侧边紧密贴合，所述箱底板由A、B、C、D四个模块组成，其中A模块所在版块为上盘，B模块所在版块为下盘，各个模块的连接处预留有分隔缝(81)，并在分隔缝(81)两边预留有螺纹孔(82)，利用螺栓和连接板配合将两两相邻的第二螺纹孔(82)连接起来；所述的在箱体顶部设置有与A-D、A-C、B-D、B-C连接处分隔缝位置相对应的角钢，角钢上固定设置有合页板(23)，合页板(23)的左右两侧合页上对应开设有第一螺纹孔(231)。

7.根据权利要求1所述的一种隧道和地下工程模拟测量系统，其特征在于：所述的模拟管廊包括管廊本体(9)、设置在管廊内外侧的感应片(91)和设置在管廊本体(9)内侧的摄像头(92)，用于实时监测管廊本体内外侧的土压力和管廊本体的变形情况。