[实用新型]再现隧道施工全过程施工力学行为的试验装置

说明书

本实用新型提供一种再现隧道施工全过程施工力学行为的试验装置，第一土压力计和第二土压力计连接有显示装置；显示装置用于显示第一土压力计检测得到的第一压力值，以及第二土压力计检测得到的第二压力值；第一土压力计、第二土压力计和气囊设置在土体结构内；显示装置、千斤顶和充气机设置在土体结构外；充气后的气囊为圆柱体结构，其轴线L水平布置；气囊设置有若干个，若干个气囊依次排列成直线结构，且轴线相重合；每一个气囊均通过导管与充气机相连通；每一个气囊的上方均布置有第一土压力计和千斤顶；每一个气囊轴线L的两侧均布置有第二土压力计和千斤顶；千斤顶用于挤压土体结构。能准确模拟隧道开挖过程中的围岩应力释放和隧道衬砌受力。

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种再现隧道施工全过程施工力学行为的试验装置。

背景技术

我国是多山的国家，多年的铁路工程建设中建造了一大批具有标志性和代表性的地下隧道工程，累积了丰富的隧道设计与施工经验。隧道与围岩是相互作用的动态过程，及时的隧道开挖和支护将减小围岩的应力释放，隧道衬砌承受较大的围岩应力荷载。若隧道开挖和支护不及时，易导致较大的围岩变形和围岩应力释放，隧道衬砌承受的围岩应力荷载则相对减小。依据《铁路隧道设计规范》TB10003中的经验公式，将坍塌的岩土体重量作为确定围岩压力的依据，并不能全面、准确地表征隧道开挖过程中的力学行为。

因此，在隧道开挖前需要通过试验装置对隧道的开挖过程进行模拟，以科学有效地论证隧道施工过程的安全性。针对隧道开挖过程进行模拟的试验装置较多，如：申请号为201810423431.7的专利文献公开了一种模拟隧道分部开挖的气囊-支护试验装置。其中的气囊置于PVC管道内部，每段气囊通过各自气管进行充气和放气，采用压力表及气体体积流量计精确控制充放气过程量，通过压力传感器测量气囊与管壁之间接触压力，进而反映隧道开挖过程，为隧道开挖模型试验提供解决方案。上述方案采用PVC圆形管道模拟隧道的支护，采用气囊模拟隧道受力情况，难以准确模拟围岩应力释放过程以及隧道衬砌受力，进而最终得到的数据与实际情况存在较大偏差。

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再现隧道施工全过程施工力学行为的试验装置，能准确模拟隧道开挖过程中的围岩应力释放和隧道衬砌受力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：再现隧道施工全过程施工力学行为的试验装置，包括气囊、第一土压力计、第二土压力计、土体结构、千斤顶和充气机；

所述第一土压力计和第二土压力计连接有显示装置；所述显示装置用于显示所述第一土压力计检测得到的第一压力值，以及第二土压力计检测得到的第二压力值；

所述第一土压力计、第二土压力计和气囊设置在土体结构内；所述显示装置、千斤顶和充气机设置在土体结构外；

充气后的所述气囊为圆柱体结构，其轴线L水平布置；所述气囊设置有若干个，若干个所述气囊依次排列成直线结构，且轴线相重合；

每一个所述气囊均通过导管与充气机相连通；

每一个所述气囊的上方均布置有第一土压力计和千斤顶；每一个所述气囊轴线L的两侧均布置有第二土压力计和千斤顶；

所述千斤顶用于挤压所述土体结构。

进一步的，所述第一土压力计和第二土压力计均靠近所述气囊布置。

进一步的，所述导管包括主管和支管；

每一个所述气囊均通过支管与主管相连通，所述主管与充气机相连通。

进一步的，所述导管为橡胶管。

进一步的，所述千斤顶为电动液压千斤顶。

进一步的，所述土体结构为矩形体结构。

进一步的，所述第一土压力计和第二土压力计的型号均为BSIL-P6/P9。