[发明专利]一种装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，包括模型箱(1)，所述模型箱(1)内填充有土体(4)，土体(4)中埋设有隧道模型(2)，所述隧道模型(2)由初次衬砌模型(14)和装配式管片模型(19)组成，所述装配式管片模型(19)置于混凝土导向平台(16)上并通过水泥砂浆垫层(17)套装固定于初次衬砌模型(14)内，所述装配式管片模型(19)两端设置可拆卸盖板(13)，基准梁(12)的两端分别穿过两端的可拆卸盖板(13)后固定在所述装配式管片模型(19)中，所述隧道模型(2)上设置有监测装置。

2.根据权利要求1所述的一种装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述初次衬砌模型(14)由若干管片模型(3)首尾拼接围合而成，所述管片模型(3)表面均匀设置锚杆模型(5)。

3.根据权利要求1所述的一种装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述监测装置包括数据采集仪(11)以及均与所述数据采集仪(11)相连的第一位移计(10)、土压力盒(15)、微型土压力计(18)、第二位移计(20)和应变片(21)，

其中，所述第一位移计(10)，用于测定隧道模型(2)的结构绝对变形，通过读取前后读数的变化，收集隧道模型(2)结构的绝对变形程度；

所述土压力盒(15)设置在初次衬砌模型(14)外壁的两侧拱腰、拱顶以及拱底位置，通过读取过程中土压力盒的读数，收集初次衬砌模型(14)周围的土体压力分布情况；

所述微型土压力计(18)安装在装配式管片模型(19)外壁的拱顶、拱底及拱腰处，通过读取微型土压力计(18)的读数，收集初次衬砌模型(14)与装配式管片模型(13)之间的压力分布情况；

所述第二位移计(20)安装在装配式管片模型(3)内，即一端固定于装配式管片内部，一端固定于基准梁(12)上，通过读取第二位移计(20)的前后变化，收集装配式管片模型(19)的拱顶、及两拱腰处的位移，用于收集装配式管片模型的绝对形变情况；

所述应变片(21)布置在初次衬砌模型(14)外壁底部，通过读取应变片读数，从而收集初次衬砌模型(14)的底部弯矩变化情况。

4.根据权利要求3所述的一种装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述第一位移计(10)搭载在辅助装置上，所述辅助装置自下而上由铅块(6)、连接杆(8)、垫片(9)依次连接而成，第一位移计(10)感应端头与垫片(9)顶面中心相接触。

5.根据权利要求4所述的一种装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述连接杆(8)外套设套管(7)，起到防止扰动作用。

6.根据权利要求1所述的装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述模型箱为无盖容器，侧壁具有刻度。

7.根据权利要求1所述的装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述初次衬砌模型为圆环结构，横断面为马蹄形，两端沿环向设有橡胶套圈；所述装配式管片模型为圆环结构，横断面为马蹄形，两端沿环向设有橡胶套圈。

8.根据权利要求1所述的装配式衬砌受力变形的室内模拟试验装置，其特征在于，所述装配式管片模型的两端由可拆卸盖板密封，两端的可拆卸盖板均设置一个供基准梁穿过的小孔，小孔内部沿环向设置橡胶套圈。