[发明专利]一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统及方法

权利要求书

1.一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，包括：结构物模拟环境、离心机、隧道模型(3)、动力模拟机构和监控装置；

所述动力模拟机构与隧道模型(3)连接，且设置于所述结构物模拟环境中，所述监控装置和离心机均与结构物模拟环境连接；所述离心机用于为所述模拟测量系统提供稳定离心场的工作环境；所述结构物模拟环境用于模拟隧道开挖时所影响的结构物环境；

其中所述动力模拟机构用于模拟隧道开挖的顶推力或模拟隧道开挖的地层损失，所述监控装置用于监控所述动力模拟机构在进行模拟时对结构物环境的影响。

2.如权利要求1所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述结构物模拟环境包括：模型箱(8)、建筑物及管线模拟件和固结土；

所述固结土放置在所述模型箱(8)内部，所述建筑物及管线模拟件根据模拟需要放置于所述固结土中；

所述动力模拟机构与隧道模型(3)设置于所述固结土内部；

所述监控装置与建筑物及管线模拟件连接，监控所述动力模拟机构在进行模拟时对建筑物和管线的影响。

3.如权利要求2所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述动力模拟机构包括：隔板(4)、电机(5)、隧道内推杆(6)和隧道前方挡板(7)；

所述隔板(4)竖直设置在所述模型箱(8)内，所述隔板(4)一侧设置固结土，所述挡板(7)设置在所述固结土内部，所述隧道模型(3)一端与所述隔板(4)连接，另一端设置所述挡板(7)；

所述电机(5)设置在所述隔板的另一侧，所述隧道内推杆(6)设置在所述隧道模型(3)内部，所述隧道内推杆(6)穿过所述隔板(4)一端与所述电机(5)连接，另一端与所述挡板(7)连接。

4.如权利要求2所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述动力模拟机构包括：乳胶膜(9)、电磁阀(10)、液缸(11)和水管(12)；

所述乳胶膜(9)包裹所述隧道模型(3)，所述液缸(11)通过所述水管(12)与所述隧道模型(3)连接，所述溶液注入系统将模拟土体重量的重溶液设置在所述乳胶膜(9)与所述隧道模型(3)之间，所述电磁阀(10)设置在所述水管(12)上。

5.如权利要求4所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述隧道模型(3)管壁内设置有螺纹孔(13)，所述重溶液通过所述螺纹孔(13)进入所述乳胶膜(9)与所述隧道模型(3)之间；所述隧道模型(3)管壁螺纹孔(13)处设有排液孔(14)。

6.如权利要求5所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述隧道模型(3)管壁螺纹孔(13)周围设有聚氨酯胶密封带(15)。

7.如权利要求4所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述重溶液为饱和ZnCl₂溶液(16)。

8.如权利要求2所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述建筑物及管线模拟件包括：邻近建筑物模拟件(1)和邻近既有管线模拟件(2)；

所述邻近既有管线模拟件(2)设置在所述固结土内部的所述隧道模型(3)上方，所述邻近建筑物模拟件(1)设置在所述隧道模型(3)上方，部分设置在所述固结土内部。

9.如权利要求8所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述监控装置包括：多个位移传感器；

所述多个位移传感器设置在所述邻近既有管线模拟件(2)外表面和所述邻近建筑物模拟件(1)底部。

10.如权利要求8所述的一种隧道开挖对邻近结构物影响的模拟测量系统，其特征在于，所述邻近既有管线模拟件(2)轴线方向与隧道模型(3)轴线夹角可自由调整。