[发明专利]模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置及方法

权利要求书

1.模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：包括透明模型箱、双圆隧道模型、牵引器、激光发射器和照相机；所述透明模型箱中填装透明土；双圆隧道模型水平穿过透明模型箱，包括内外套装且能相对滑动的透明双圆支撑柱和透明双圆管，位于透明模型箱内的透明双圆支撑柱和透明双圆管埋入透明土，所述透明双圆管包括下沉式、均匀式和上浮式透明双圆管三种类型；牵引器在透明模型箱外与透明双圆管相连，以间断牵引透明双圆管水平抽动；激光发射器和照相机各有两个，对应透明双圆管设置在透明模型箱的外周，其中一激光发射器和照相机分别布置在透明双圆管抽动方向的两侧，另一激光发射器和照相机分别布置在透明双圆管抽动方向的垂向的两侧。

2.根据权利要求1所述的模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：所述透明模型箱呈矩形，其对立的两壁面上设有供双圆隧道模型穿过的双圆孔洞。

3.根据权利要求2所述的模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：所述双圆孔洞处安装有双圆密封圈。

4.根据权利要求1所述的模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：所述透明双圆管的外周套装有透明双圆弹性管。

5.根据权利要求1所述的模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：所述透明双圆管的一端设有牵引头，用于连接牵引器。

6.根据权利要求1所述的模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：所述透明双圆支撑柱包括两段，一段设有双圆凸头，另一段设有适配的双圆凹槽，双圆凸头插入双圆凹槽内构成整体。

7.根据权利要求1所述的模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，其特征在于：所述透明双圆支撑柱上设有刻度标记。

8.模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.组装好模拟双圆盾构隧道施工引起地层位移的试验装置，在初始位置，通过两个激光发射器的照射在透明土内部形成两个二维散斑剖面并分别由两个照相机拍摄，获取两个二维散斑剖面图像；

S2.利用牵引器牵引透明双圆管水平移动一定位移并停下，记录透明双圆管的体积变化量；调整激光发射器的高度和水平位置，通过激光发射器照射及照相机拍摄，获取该一定位移下的二维散斑剖面图像；

S3.重复步骤S2，获取透明双圆管每次一定位移下不同位置的二维散斑剖面图像，直至双圆盾构隧道施工的模拟过程结束，所述透明双圆管包括下沉式、均匀式和上浮式透明双圆管三种类型，改变透明双圆管的类型以模拟不同支护位置下的双圆盾构隧道施工引起的地层位移情况；

S4.通过相关软件处理二维散斑剖面图像，得到位移矢量图，并据此得出双圆盾构隧道施工引起的地层位移规律。