[实用新型]一种用于抗震试验的卧式隧道衬砌结构装置

说明书

本实用新型涉及一种用于抗震试验的卧式隧道衬砌结构装置，包括反力机构、马蹄形的衬砌试件、衬砌试件支撑机构、衬砌试件固定机构、衬砌试件加载机构和模拟震动发生机构；所述反力机构包括对称布置的两个反力墙，两个反力墙的顶部固定连接有横梁；所述衬砌试件支撑机构包括固定在两个反力墙底部之间的支撑板，所述衬砌试件固定在支撑板上；所述模拟震动发生机构包括设置在衬砌试件两侧的第一振动电机和设置在衬砌试件上方的第二振动电机。本实用新型在衬砌试件水平与竖直方向上都添加了震动结构，模拟真实的震动场景，以期得到衬砌试件的抗震性能表现与结构破坏形态，采用卧式隧道衬砌马蹄形的结构形式更加符合实际隧道衬砌参与工作的场景。

技术领域

本实用新型涉及隧道工程抗震试验设备领域，具体涉及一种用于抗震试验的卧式隧道衬砌结构装置。

背景技术

中国地理位置恰好是处于世界上两个最活跃的地震带“环太平洋地震带”与“喜马拉雅一地中海地震带”之间。从古到今，中国都有地震灾害的现象发生，且发生频率较高、危害性较大。唐山大地震和汶川大地震是最鲜明的例子，对人民的生命安全与财产损失造成了巨大的伤害。在地震过程中，人们逐渐发现地下工程，譬如隧道并不是想象中那么坚固，隧道各个部位在地震中破坏也比较严重。随后，人们逐渐重视起来对地下工程结构物抗震性能的研究，随着多年来的发展，围绕隧道抗震破坏机理与发生机制等研究逐渐成为热点。现如今，研究隧道抗震有数值模拟、室内试验等方式，室内试验以其真实客观得到了逐步应用，但现有室内试验研究中，围绕隧道衬砌构件抗震性能研究大多数是以衬砌混凝土方形试件或者采用立式曲梁结构，在真实工程背景中，隧道衬砌往往是卧式状态并且是椭圆或者马蹄形，而且现如今研究隧道衬砌结构抗震试验的装置整体较为复杂，不利于操作且造价比较大，对于卧式隧道衬砌结构抗震试验装置较少，故需要提出简单实用，造价在可控范围内的装置，以期满足科研等需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于抗震试验的卧式隧道衬砌结构装置，其结构简单实用，满足卧式状态并且是椭圆或者马蹄形的隧道衬砌的试验需求。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于抗震试验的卧式隧道衬砌结构装置，包括反力机构、马蹄形的衬砌试件、衬砌试件支撑机构、衬砌试件固定机构、衬砌试件加载机构和模拟震动发生机构；所述反力机构包括对称布置的两个反力墙，两个反力墙的顶部固定连接有横梁；所述衬砌试件支撑机构包括固定在两个反力墙底部之间的支撑板，所述衬砌试件固定在支撑板上；所述衬砌试件固定机构包括设置在衬砌试件外侧的竖向固定机构和水平固定机构；所述衬砌试件加载机构包括设置在衬砌试件外侧的竖向加载机构和水平加载机构，所述模拟震动发生机构包括设置在衬砌试件两侧的第一振动电机和设置在衬砌试件上方的第二振动电机，第一振动电机和第二振动电机的输出轴均与衬砌试件的外壁贴合，所述第一振动电机固定在支撑板上，第二振动电机固定在竖向固定机构上。

所述竖向固定机构包括设置在衬砌试件外周的竖向弧形钢架，竖向弧形钢架的两端与两个反力墙的底部内侧壁固定连接，竖向弧形钢架顶端与横梁固定连接，水平固定机构包括设置在衬砌试件外周的水平弧形钢架，水平弧形钢架的两端与两个反力墙的底部内侧壁固定连接，水平弧形钢架固定在支撑板上，第二振动电机固定在竖向弧形钢架上。

所述第二振动电机通过电机安装架固定在竖向弧形钢架上，第二振动电机通过螺栓固定在电机安装架上，电机安装架通过螺栓固定在竖向弧形钢架上。

所述竖向弧形钢架和水平弧形钢架均为不锈钢钢架。

所述竖向弧形钢架由弧形板依次拼接而成，相邻的弧形板通过螺栓固定连接。

所述竖向加载机构包括均布在竖向弧形钢架内侧壁上且沿径向伸缩的第一液压缸，第一液压缸的活塞杆端均固定有第一压簧，第一压簧与衬砌试件的外侧壁相接，所述水平加载机构包括均布在水平弧形钢架的内侧壁上且沿径向伸缩的第二液压缸，第二液压缸的活塞杆端均固定有第二压簧，第二压簧与衬砌试件的外侧壁相接。